KR20240029087A - 보호 소자 - Google Patents
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Abstract
퓨즈 엘리먼트 (50) 와, 절연 케이스 (260) 와, 제 1 단자 (91) 와, 제 2 단자 (92) 를 갖고, 또한 퓨즈 엘리먼트 (50) 에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 개구부 혹은 분리부가 형성된 절연 부재 (60) 와, 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 분단하도록 이동 가능한 차폐 부재 (220) 와, 차폐 부재 (220) 를 가압하는 가압 수단 (230) 과, 절연 케이스 (260) 와 차폐 부재 (220) 의 사이에 걸려, 차폐 부재 (220) 의 이동을 억제하는 걸림 부재 (270) 와, 걸림 부재 (270) 혹은 고정 부재를 가열하여 연화시키는 발열체 (80) 와, 급전 부재 (90) 를 갖고, 절연 케이스 (260) 는 추가로, 절연 부재 (60) 와, 차폐 부재 (220) 와, 가압 수단 (230) 과, 걸림 부재 (270) 와, 발열체 (80) 와, 급전 부재 (90) 의 일부를 수용한다.
Description
본 발명은, 보호 소자에 관한 것이다.
본 출원은, 2021년 9월 3일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2021-144287 및 2022년 7월 29일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2022-121949에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 전류 경로에 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때에, 발열하여 용단되고, 전류 경로를 차단하는 퓨즈 엘리먼트가 있다. 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 보호 소자 (퓨즈 소자) 는, 가전 제품으로부터 전기 자동차 등 폭넓은 분야에서 사용되고 있다.
예를 들어 리튬 이온 전지는, 모바일 기기 용도로부터 전기 자동차 (EV), 축전지 등 폭넓은 용도로 사용되고 있고, 대용량화가 진행되고 있다. 리튬 이온 전지의 대용량화에 따라, 전압은 수백 볼트의 고전압 사양이 되어, 전류도 수백 암페어로부터 수천 암페어의 대전류 사양이 요구되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 주로 자동차용 전기 회로 등에 사용되는 퓨즈 엘리먼트로서, 양단부에 위치하는 단자부의 사이에 연결된 2 개의 엘리먼트와, 당해 엘리먼트의 대략 중앙부에 형성된 용단부를 구비하는 퓨즈 엘리먼트가 기재되어 있다. 특허문헌 1 에는, 케이싱의 내부에 2 개 조의 퓨즈 엘리먼트가 격납되고, 퓨즈 엘리먼트와 케이싱의 사이에, 소호재를 봉입한 퓨즈가 기재되어 있다.
고전압 또한 대전류의 전류 경로에 설치되는 보호 소자에 있어서는, 퓨즈 엘리먼트가 용단되면, 아크 방전이 발생하기 쉽다. 대규모의 아크 방전이 발생하면, 퓨즈 엘리먼트가 수납되어 있는 절연 케이스가 파괴되어 버리는 경우가 있다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트의 재료로서, 구리 등의 저저항이고 또한 고융점의 금속을 사용하여 아크 방전의 발생을 억제하는 것이 행해지고 있다. 또, 절연 케이스의 재료로서, 세라믹스 등의 견뢰하고 또한 고내열성의 재료를 사용하는 것, 나아가 절연 케이스의 사이즈를 크게 하는 것이 행해지고 있다.
또, 지금까지의 고전압 대전류 (100 V/100 A 이상) 의 전류 퓨즈는 과전류 차단뿐이며, 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립하는 것은 없었다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 퓨즈 엘리먼트의 용단시에 대규모 아크 방전이 발생하기 어렵고, 절연 케이스의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능함과 함께, 고전압 대전류 대응의 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립하는 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 이하의 수단을 제공한다.
〔본 발명의 양태 1〕
퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트를 수용하는 절연 케이스와, 제 1 단자와, 제 2 단자를 갖고, 또한, 상기 퓨즈 엘리먼트에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 개구부 혹은 분리부가 형성된 절연 부재와, 상기 퓨즈 엘리먼트를 분단하도록, 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부에 삽입되는 삽입 방향으로 이동 가능한 차폐 부재와, 상기 차폐 부재를 상기 차폐 부재의 삽입 방향으로 가압하는 가압 수단과, 상기 절연 케이스와 상기 차폐 부재의 사이에 걸려, 상기 차폐 부재의 이동을 억제하는 걸림 부재와, 상기 걸림 부재 혹은 상기 걸림 부재를 고정시키는 고정 부재를 가열하여 연화시키는 발열체와, 상기 발열체에 전류를 통전하는 급전 부재를 갖고, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 서로 대향하는 제 1 단부와 제 2 단부를 갖고, 상기 제 1 단자는, 일방의 단부가 상기 제 1 단부와 접속하고 타방의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부로 노출되고, 상기 제 2 단자는, 일방의 단부가 상기 제 2 단부와 접속하고 타방의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부로 노출되어 있고, 상기 절연 케이스는 추가로, 상기 절연 부재와, 상기 차폐 부재와, 상기 가압 수단과, 상기 걸림 부재와, 상기 발열체와, 상기 급전 부재의 일부를 수용하는, 보호 소자.
〔본 발명의 양태 2〕
상기 발열체가 발열하고, 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재가 연화됨으로써, 상기 가압 수단의 가압력에 의해 상기 차폐 부재가 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재를 분리하면서 이동하고, 나아가 상기 차폐 부재가 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부를 이동하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 절단함으로써, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전을 차단하는, 양태 1 에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 3〕
상기 차폐 부재는, 상기 퓨즈 엘리먼트를 절단하고, 절단된 상기 퓨즈 엘리먼트의 각 부분끼리를 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향에 있어서 차폐하는, 양태 2에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 4〕
상기 가압 수단은 스프링인, 양태 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 5〕
상기 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 (CTI) 가 500 V 이상의 재료로 형성되어 있는, 양태 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 6〕
상기 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종의 수지 재료로 형성되어 있는, 양태 1 ∼ 5 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 7〕
상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체이며, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, 양태 1 ∼ 6 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 8〕
상기 퓨즈 엘리먼트는, 상기 고융점 금속층을 2 층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층을 1 층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층이 상기 고융점 금속층의 사이에 배치된 적층체인, 양태 7 에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 9〕
상기 퓨즈 엘리먼트는, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체인, 양태 1 ∼ 8 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 10〕
상기 퓨즈 엘리먼트는, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부의 사이에 용단부를 갖고, 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부의 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부로 향하는 통전 방향의 단면적보다, 상기 용단부의 상기 통전 방향의 단면적이 작은, 양태 1 ∼ 9 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 11〕
상기 퓨즈 엘리먼트는, 제 1 가용 도체와, 상기 제 1 가용 도체보다 융점이 낮은 제 2 가용 도체를 갖고, 상기 제 1 가용 도체와 상기 제 2 가용 도체가, 통전에 있어서 직렬로 접속되는, 양태 1 ∼ 10 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 12〕
상기 제 2 가용 도체는, 2 개의 상기 제 1 가용 도체의 사이에 배치되는, 양태 11 에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 13〕
상기 발열체의 발열에 의해, 상기 차폐 부재가 이동하고, 상기 제 2 가용 도체가 절단되는, 양태 11 또는 12 에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 14〕
상기 절연 케이스는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차폐 부재와는 반대측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되는 내저면을 갖고, 상기 내저면은, 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부를 따라 연장되는 홈을 갖고, 상기 차폐 부재의 삽입 방향의 선단은, 상기 홈 내에 삽입 가능한, 양태 1 ∼ 13 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 15〕
판상의 상기 퓨즈 엘리먼트의 면에 대해 수직 방향으로 병렬로 적층된 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트와, 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 사이에 접촉 혹은 근접하여 배치된 복수의 상기 절연 부재를 갖고, 복수의 상기 절연 부재의 각각의 상기 개구부 혹은 상기 분리부가 수직 방향에서 보아 서로 겹치고, 상기 차폐 부재가 모든 상기 개구부 혹은 상기 분리부 내를 이동 가능한, 양태 1 ∼ 14 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 16〕
복수의 상기 절연 부재는, 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차폐 부재측의 최외층의 외측에 배치되는 상기 절연 부재를 포함하고, 상기 절연 케이스는, 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차폐 부재와는 반대측의 최외층의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되는 내저면을 갖고, 상기 내저면은, 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부를 따라 연장되는 홈을 갖고, 모든 상기 개구부 혹은 상기 분리부 및 상기 홈 내를 상기 차폐 부재가 이동 가능한, 양태 15 에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 17〕
판상의 상기 퓨즈 엘리먼트의 면에 대해 수직 방향으로 병렬로 적층된 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트와, 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 사이 및 외측에 접촉 혹은 근접하여 배치된 복수의 상기 절연 부재를 갖고, 복수의 상기 절연 부재의 각각의 상기 개구부 혹은 상기 분리부가 수직 방향에서 보아 서로 겹치고, 상기 차폐 부재가 모든 상기 개구부 혹은 상기 분리부 내를 이동 가능한, 양태 1 ∼ 16 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 18〕
상기 절연 케이스는, 판상의 상기 퓨즈 엘리먼트의 면에 대한 수직 방향에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 양측에 배치되는 적어도 2 개의 유지 부재를 갖고, 2 개의 상기 유지 부재 중, 일방 혹은 양방은, 상기 절연 부재와 일체로 형성되는, 양태 1 ∼ 17 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 19〕
상기 걸림 부재는, 상기 차폐 부재의 삽입 방향에 있어서, 상기 절연 케이스와 상기 차폐 부재의 사이에 끼워넣어져서 걸리고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향 및 상기 차폐 부재의 삽입 방향과 직교하는 폭방향에서 보아, 혹은 통전 방향에서 보아, 상기 걸림 부재의 상기 발열체로부터 상기 걸림 부재로 향하는 방향의 치수보다, 상기 걸림 부재의 삽입 방향의 치수가 큰, 양태 1 ∼ 18 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
〔본 발명의 양태 20〕
상기 차폐 부재는, 상기 차폐 부재의 삽입 방향을 향하는 제 1 단부를 갖고, 상기 절연 케이스는, 삽입 방향에 있어서 상기 제 1 단부와는 반대측을 향하는 제 2 단부를 갖고, 상기 걸림 부재의 삽입 방향을 향하는 1 쌍의 단면은, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이에 끼워지고, 삽입 방향에서 보아, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부는 서로 겹치지 않는, 양태 1 ∼ 19 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.
본 발명에 의하면, 퓨즈 엘리먼트의 용단시에 대규모 아크 방전이 발생하기 어렵고, 절연 케이스의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능함과 함께, 고전압 대전류 대응의 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립하는 보호 소자를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1 은 본 발명과는 기술 사상의 일부가 상이한 제 1 참고예에 관련된 보호 소자의 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거한 사시도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 보호 소자의 분해 사시도이다.
도 4a 는 제 1 단자 및 제 2 단자와 퓨즈 엘리먼트 적층체를 구성하는 가용성 도체 시트 1 개를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4b 는 퓨즈 엘리먼트 적층체, 제 2 절연 부재, 제 1 단자, 및, 제 2 단자를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4c 는 도 4b 에서 나타낸 평면도의 X-X' 선을 따른 단면도이다.
도 5 는 도 1 의 V-V' 선을 따른 단면도이고, 그 걸림 부재 근방을 확대도로서 나타낸다.
도 6 은 차폐 부재가 퓨즈 엘리먼트를 절단하여 다 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다.
도 7 은 걸림 부재의 변형예를 갖는 보호 소자의 단면도이고, 그 걸림 부재 근방을 확대도로서 나타낸다.
도 8a 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 상면 평면도를 나타낸다.
도 8b 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 인쇄 전의 절연 기판의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8c 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 저항층 인쇄 후의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8d 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 절연층 인쇄 후의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8e 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 전극층 인쇄 후의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8f 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 하면 평면도를 나타낸다.
도 9a 는 발열체에 급전하는 급전 부재의 인출 방법을 설명하기 위한 보호 소자의 사시도이고, 2 개의 발열체를 직렬로 잇는 경우를 나타낸다.
도 9b 는 발열체에 급전하는 급전 부재의 인출 방법을 설명하기 위한 보호 소자의 사시도이고, 2 개의 발열체를 병렬로 잇는 경우를 나타낸다.
도 10a 는 제 1 참고예의 변형예의 모식도이고, 유지 부재 (10B) 의 변형예인 유지 부재 (10BB) 의 사시도를 나타낸다.
도 10b 는 제 1 참고예의 변형예의 모식도이고, 유지 부재 (10B) 의 변형예인 유지 부재 (10BB) 와, 제 1 절연 부재 (60A) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 변형예인 제 1 절연 부재 (61A) 및 제 2 절연 부재 (61B) 의 사시도를 나타낸다.
도 11a 는 변형예의 제 2 절연 부재 (61B) 의 사시도이다.
도 11b 는 변형예의 제 1 절연 부재 (61A) 의 사시도이다.
도 12a 는 제 2 참고예에 관련된 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거하여 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 12b 는 도 12a 의 차폐 부재의 하측 사시도이다.
도 13 은 제 2 참고예에 관련된 보호 소자의, 도 5 에 대응하는 단면도이다.
도 14 는 차폐 부재가 퓨즈 엘리먼트를 분단하여 다 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다.
도 15 는 퓨즈 엘리먼트 적층체, 제 1 단자 및 제 2 단자를 제 1 유지 부재에 설치된 상태를 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 16 은 실시형태에 관련된 보호 소자를 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이다.
도 17 은 실시형태에 관련된 보호 소자를 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이고, 차폐 부재가 퓨즈 엘리먼트를 분단하여 다 내려간 상태를 나타낸다.
도 18 은 실시형태에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이다.
도 19 는 실시형태에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이고, 차폐 부재가 하방 이동한 상태를 나타낸다.
도 20 은 실시형태의 변형예에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이다.
도 21 은 실시형태의 변형예에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이고, 차폐 부재가 하방 이동한 상태를 나타낸다.
도 22 는 실시형태의 변형예에 관련된 보호 소자의 일부를 나타내는 단면도 (X-Z 단면도) 이다.
도 23 은 실시형태의 변형예에 관련된 퓨즈 엘리먼트의 모식도이고, 도 4a 에 대응하는 평면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거한 사시도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 보호 소자의 분해 사시도이다.
도 4a 는 제 1 단자 및 제 2 단자와 퓨즈 엘리먼트 적층체를 구성하는 가용성 도체 시트 1 개를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4b 는 퓨즈 엘리먼트 적층체, 제 2 절연 부재, 제 1 단자, 및, 제 2 단자를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4c 는 도 4b 에서 나타낸 평면도의 X-X' 선을 따른 단면도이다.
도 5 는 도 1 의 V-V' 선을 따른 단면도이고, 그 걸림 부재 근방을 확대도로서 나타낸다.
도 6 은 차폐 부재가 퓨즈 엘리먼트를 절단하여 다 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다.
도 7 은 걸림 부재의 변형예를 갖는 보호 소자의 단면도이고, 그 걸림 부재 근방을 확대도로서 나타낸다.
도 8a 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 상면 평면도를 나타낸다.
도 8b 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 인쇄 전의 절연 기판의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8c 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 저항층 인쇄 후의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8d 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 절연층 인쇄 후의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8e 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 전극층 인쇄 후의 상면 평면도를 나타낸다.
도 8f 는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, 하면 평면도를 나타낸다.
도 9a 는 발열체에 급전하는 급전 부재의 인출 방법을 설명하기 위한 보호 소자의 사시도이고, 2 개의 발열체를 직렬로 잇는 경우를 나타낸다.
도 9b 는 발열체에 급전하는 급전 부재의 인출 방법을 설명하기 위한 보호 소자의 사시도이고, 2 개의 발열체를 병렬로 잇는 경우를 나타낸다.
도 10a 는 제 1 참고예의 변형예의 모식도이고, 유지 부재 (10B) 의 변형예인 유지 부재 (10BB) 의 사시도를 나타낸다.
도 10b 는 제 1 참고예의 변형예의 모식도이고, 유지 부재 (10B) 의 변형예인 유지 부재 (10BB) 와, 제 1 절연 부재 (60A) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 변형예인 제 1 절연 부재 (61A) 및 제 2 절연 부재 (61B) 의 사시도를 나타낸다.
도 11a 는 변형예의 제 2 절연 부재 (61B) 의 사시도이다.
도 11b 는 변형예의 제 1 절연 부재 (61A) 의 사시도이다.
도 12a 는 제 2 참고예에 관련된 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거하여 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 12b 는 도 12a 의 차폐 부재의 하측 사시도이다.
도 13 은 제 2 참고예에 관련된 보호 소자의, 도 5 에 대응하는 단면도이다.
도 14 는 차폐 부재가 퓨즈 엘리먼트를 분단하여 다 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다.
도 15 는 퓨즈 엘리먼트 적층체, 제 1 단자 및 제 2 단자를 제 1 유지 부재에 설치된 상태를 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 16 은 실시형태에 관련된 보호 소자를 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이다.
도 17 은 실시형태에 관련된 보호 소자를 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이고, 차폐 부재가 퓨즈 엘리먼트를 분단하여 다 내려간 상태를 나타낸다.
도 18 은 실시형태에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이다.
도 19 는 실시형태에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이고, 차폐 부재가 하방 이동한 상태를 나타낸다.
도 20 은 실시형태의 변형예에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이다.
도 21 은 실시형태의 변형예에 관련된 보호 소자의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도 (폭방향과 수직인 단면도) 이고, 차폐 부재가 하방 이동한 상태를 나타낸다.
도 22 는 실시형태의 변형예에 관련된 보호 소자의 일부를 나타내는 단면도 (X-Z 단면도) 이다.
도 23 은 실시형태의 변형예에 관련된 퓨즈 엘리먼트의 모식도이고, 도 4a 에 대응하는 평면도이다.
이하, 본 발명과는 기술 사상의 일부가 상이한 참고예에 대해, 도면을 적절히 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위해서 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있고, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와는 다른 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례이며, 본 발명이 그것들로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
(보호 소자 (제 1 참고예))
도 1 ∼ 도 5 는, 제 1 참고예에 관련된 보호 소자를 나타낸 모식도이다. 이하의 설명에서 사용하는 도면에 있어서, X 로 나타내는 방향은 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향이다. Y 로 나타내는 방향은 X 방향과 직교하는 방향이며, 폭방향이라고도 한다. 본 참고예에 있어서는, 폭방향 (Y 방향) 중 일방측이 -Y 측에 상당하고, 타방측이 ＋Y 측에 상당한다. 단 이것으로 한정되지 않고, 폭방향 일방측이 ＋Y 측에 상당하고, 폭방향 타방측이 -Y 측에 상당하는 것으로 해도 된다. Z 로 나타내는 방향은, X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향이며, 두께 방향이라고도 한다. 두께 방향은, 상하 방향이라고 바꾸어 말해도 된다. 상하 방향 (Z 방향) 중, 상방은 ＋Z 측에 상당하고, 하방은 -Z 측에 상당한다.
또한 본 참고예에 있어서, 상방 및 하방이란, 단순히 각 부의 상대 위치 관계를 설명하기 위한 명칭이며, 실제 배치 관계는, 이들 명칭으로 나타내는 배치 관계 이외의 배치 관계여도 된다.
도 1 은, 제 1 참고예에 관련된 보호 소자를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 2 는, 도 1 에 나타내는 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거하여 모식적으로 나타낸 사시도이다. 도 3 은, 도 1 에 나타내는 보호 소자를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 4a 는, 제 1 단자 및 제 2 단자와 퓨즈 엘리먼트 적층체를 구성하는 가용성 도체 시트 1 개를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 4b 는, 퓨즈 엘리먼트 적층체, 제 2 절연 부재, 제 1 단자, 및, 제 2 단자를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 4c 는, 도 4b 로 나타낸 평면도의 X-X' 선을 따른 단면도이다. 도 5 는, 도 1 의 V-V' 선을 따른 단면도이고, 그 걸림 부재의 근방을 확대도로서 나타낸다.
도 1 ∼ 도 5 에 나타내는 보호 소자 (100) 는, 절연 케이스 (10) 와, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 와, 제 1 절연 부재 (60A) 와, 제 2 절연 부재 (60B) 와, 차폐 부재 (20) 와, 가압 수단 (30) 과, 걸림 부재 (70) 와, 발열체 (80) 와, 급전 부재 (90a, 90b) 와, 제 1 단자 (91) 와, 제 2 단자 (92) 를 갖는다. 또한, 제 1 절연 부재 (60A) 및 제 2 절연 부재 (60B) 는, 간단히, 절연 부재 (60A, 60B) 라고 바꾸어 말해도 된다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 통전 방향은, 사용시에 있어서 전기가 흐르는 방향 (X 방향) 을 의미하고, 즉, 제 1 단자 (91) 와 제 2 단자 (92) 를 연결하는 방향에 상당한다. 또한, 통전 방향 중, 제 1 단자 (91) 로부터 제 2 단자 (92) 로 향하는 방향을 제 2 단자 (92) 측 (-X 측) 이라고 부르고, 제 2 단자 (92) 로부터 제 1 단자 (91) 로 향하는 방향을 제 1 단자 (91) 측 (＋X 측) 이라고 부르는 경우가 있다. 또 통전 방향의 단면적은, 통전 방향에 대해 직교하는 방향의 면 (Y-Z 면) 의 면적을 의미한다.
도 1 ∼ 도 5 에 나타내는 보호 소자 (100) 에 있어서는, 제 1 절연 부재 (60A) 와 제 2 절연 부재 (60B) 가 상이한 구성을 갖는 부재인 예를 나타냈지만, 이들 제 1 절연 부재 (60A) 와 제 2 절연 부재 (60B) 가 동일한 구성을 갖는 부재여도 된다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 는, 전류 경로를 차단시키는 기구로서, 과전류 차단과, 액티브 차단을 갖는다. 과전류 차단에서는, 가용성 도체 시트 (50) (도 4c 참조) 에 정격 전류를 초과한 과전류가 흘렀을 경우에 가용성 도체 시트 (50) 가 용단되어 전류 경로를 차단시킨다. 액티브 차단에서는, 과전류 이외의 이상이 발생했을 경우에 발열체 (80) 에 전류를 통전하여 차폐 부재 (20) 의 이동을 억제하고 있는 걸림 부재 (70) 를 용융하고, 가압 수단 (30) 에 의해 하방으로 가압력이 부여되고 있는 차폐 부재 (20) 를 이동시켜 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 절단하여 전류 경로를 차단시킨다.
(절연 케이스)
절연 케이스 (10) 는, 대략 긴 원기둥 형상 (Y-Z 면의 단면이 X 방향의 어느 위치에서도 장원) 이다. 절연 케이스 (10) 는, 커버 (10A) 와 유지 부재 (10B) 로 이루어진다.
커버 (10A) 는, 양단이 개구된 장원통 형상이다. 커버 (10A) 의 개구부에 있어서의 내측의 가장자리부는, 모따기된 경사면 (21) 으로 되어 있다. 커버 (10A) 의 중앙부는, 유지 부재 (10B) 가 수용되는 수용부 (22) 로 되어 있다.
유지 부재 (10B) 는, Z 방향에서 하측에 배치하는 제 1 유지 부재 (10Ba) 와 Z 방향에서 상측에 배치하는 제 2 유지 부재 (10Bb) 로 이루어진다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지 부재 (10Ba) 의 통전 방향 (X 방향) 에 있어서의 양단부 (제 1 단부 (10Baa), 제 2 단부 (10Bab)) 에는 단자 재치면 (111) 이 형성되어 있다.
또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지 부재 (10Ba) 의 양단부 (제 1 단부 (10Baa), 제 2 단부 (10Bab)) 에는 급전 부재 재치면 (12) 이 형성되어 있다. 급전 부재 재치면 (12) 의 Z 방향의 위치 (높이) 가 발열체 (80) 의 위치 (높이) 와 거의 같은 높이에 있음으로써 급전 부재 (90) 를 둘러치는 거리의 단축을 도모하고 있다.
유지 부재 (10B) 의 내부에는, 내압 완충 공간 (15) (도 5, 도 6 참조) 이 형성되어 있다. 내압 완충 공간 (15) 은, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 용단시에 발생하는 아크 방전에 의해 생성되는 기체에 의한 보호 소자 (100) 의 내압의 급격한 상승을 억제하는 작용이 있다.
커버 (10A) 및 유지 부재 (10B) 는, 내트래킹 지표 (CTI) (트래킹 (탄화 도전로) 파괴에 대한 내성) 가 500 V 이상의 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
내트래킹 지표 (CTI) 는, IEC60112 에 기초하는 시험에 의해 구할 수 있다.
커버 (10A) 및 유지 부재 (10B) 의 재료로는, 수지 재료를 사용할 수 있다.
수지 재료는, 세라믹 재료보다 열용량이 작고 융점도 낮다. 이 때문에, 유지 부재 (10B) 의 재료로서 수지 재료를 사용하면, 가스화 냉각 (어블레이션) 에 의한 아크 방전을 약하게 하는 특성이나, 용융 비산한 금속 입자가 유지 부재 (10B) 에 부착될 때에, 유지 부재 (10B) 의 표면이 변형되거나 부착물이 응집되거나 함으로써, 금속 입자가 성기게 되어 전도 패스를 형성하기 어려운 특성이 있어 바람직하다.
수지 재료로는, 예를 들어, 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지를 사용할 수 있다. 폴리아미드계 수지는, 지방족 폴리아미드여도 되고, 반방향족 폴리아미드여도 된다. 지방족 폴리아미드의 예로는, 나일론 4, 나일론 6, 나일론 46, 나일론 66 을 들 수 있다. 반방향족 폴리아미드의 예로는, 나일론 6T, 나일론 9T, 폴리프탈아미드 (PPA) 수지를 들 수 있다. 불소계 수지의 예로는, 폴리테트라플루오로에틸렌을 들 수 있다. 또, 폴리아미드계 수지 및 불소계 수지는 내열성이 높아, 연소하기 어렵다. 특히, 지방족 폴리아미드는 연소해도 그라파이트가 생성되기 어렵다. 이 때문에, 지방족 폴리아미드를 사용하여, 커버 (10A) 및 유지 부재 (10B) 를 형성함으로써, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 용단시의 아크 방전에 생성한 그라파이트에 의해, 새로운 전류 경로가 형성되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(퓨즈 엘리먼트 적층체)
퓨즈 엘리먼트 적층체는, 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트와, 복수개의 가용성 도체 시트의 각각의 사이, 및, 복수개의 가용성 도체 시트 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제 1 개구부 혹은 제 1 분리부가 형성된 복수의 제 1 절연 부재를 갖는다. 또한, 복수개의 가용성 도체 시트를 합쳐 퓨즈 엘리먼트라고 하는 경우가 있다. 퓨즈 엘리먼트 적층체는 퓨즈 엘리먼트와 제 1 절연 부재로 이루어진다.
퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 는, 두께 방향 (Z 방향) 으로 병렬 배치된 6 개의 가용성 도체 시트 (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f) 를 갖는다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 사이에는, 제 1 절연 부재 (60Ab, 60Ac, 60Ad, 60Ae, 60Af) 가 배치되어 있다. 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 는, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있다. 근접시킨 상태는, 제 1 절연 부재 (60Ab ∼ 60Af) 와 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 거리가 0.5 ㎜ 이하인 상태인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 ㎜ 이하인 상태다.
또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트 (50a) 의 외측에는 제 1 절연 부재 (60Aa) 가 배치되어 있다. 또한, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트 (50f) 의 외측에는 제 2 절연 부재 (60B) 가 배치되어 있다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 폭 (Y 방향의 길이) 은, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 폭보다 좁게 되어 있다.
퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 는, 복수개의 가용성 도체 시트가 6 개인 예이지만, 6 개로 한정되지 않고, 복수개이면 된다.
가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각은, 서로 대향하는 제 1 단부 (51) 및 제 2 단부 (52) 와, 제 1 단부 (51) 및 제 2 단부 (52) 의 사이에 위치하는 용단부 (53) 를 갖는다. 두께 방향으로 병렬 배치된 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 아래로부터 3 개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50c) 의 제 1 단부 (51) 는, 제 1 단자 (91) 의 하면에 접속되고, 위로부터 3 개의 가용성 도체 시트 (50d ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 는, 제 1 단자 (91) 의 상면에 접속되어 있다. 또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 아래로부터 3 개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50c) 의 제 2 단부 (52) 는, 제 2 단자 (92) 의 하면에 접속되고, 위로부터 3 개의 가용성 도체 시트 (50d ∼ 50f) 의 제 2 단부 (52) 는, 제 2 단자 (92) 의 상면에 접속되어 있다. 또한, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 와 제 1 단자 (91) 및 제 2 단자 (92) 의 접속 위치는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 의 모두가, 제 1 단자 (91) 의 상면에 접속되어 있어도 되고, 제 1 단자 (91) 의 하면에 접속되어 있어도 된다. 또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 2 단부 (52) 의 모두가, 제 2 단자 (92) 의 상면에 접속되어 있어도 되고, 제 2 단자 (92) 의 하면에 접속되어 있어도 된다.
가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각은, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체여도 되고, 단층체여도 된다. 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체는 저융점 금속층의 주위를 고융점 금속층으로 덮은 구조여도 된다.
적층체의 저융점 금속층은 Sn 을 포함한다. 저융점 금속층은, Sn 단체여도 되고, Sn 합금이어도 된다. Sn 합금은, Sn 을 주성분으로 하는 합금이다. Sn 합금은, 합금에 포함되는 금속 중에서 Sn 의 함유량이 가장 많은 합금이다. Sn 합금의 예로는, Sn-Bi 합금, In-Sn 합금, Sn-Ag-Cu 합금을 들 수 있다. 고융점 금속층은, Ag 혹은 Cu 를 포함한다. 고융점 금속층은, Ag 단체여도 되고, Cu 단체여도 되고, Ag 합금이어도 되고, Cu 합금이어도 된다. Ag 합금은 합금에 포함되는 금속 중에서 Ag 의 함유량이 가장 많은 합금이며, Cu 합금은, 합금에 포함되는 금속 중에서 Cu 의 함유량이 가장 많은 합금이다. 적층체는, 저융점 금속층/고융점 금속층의 2 층 구조여도 되고, 고융점 금속층을 2 층 이상 갖고, 저융점 금속층이 1 층 이상이고, 저융점 금속층이 고융점 금속층의 사이에 배치된 3 층 이상의 다층 구조여도 된다.
단층체의 경우에는, Ag 혹은 Cu 를 포함한다. 단층체는, Ag 단체여도 되고, Cu 단체여도 되고, Ag 합금이어도 되고, Cu 합금이어도 된다.
가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각은, 용단부 (53) 에 관통공 (54) (54a, 54b, 54c) 을 갖고 있어도 된다. 도면에 나타내는 예에서는, 관통공은 3 개이지만, 개수에 제한은 없다. 관통공 (54) 을 가짐으로써, 제 1 단부 (51) 및 제 2 단부 (52) 의 단면적보다, 용단부 (53) 의 단면적이 작아진다. 용단부 (53) 의 단면적이 작아짐으로써, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각에 정격을 초과하는 대전류가 흐른 경우에는, 용단부 (53) 의 발열량이 커지기 때문에, 용단부 (53) 가 용단부가 되어 용단하기 쉬워진다. 제 1 단부 (51) 및 제 2 단부 (52) 측보다 용단부 (53) 를 용단되기 쉽게 하는 구성으로는 관통공으로 한정되지 않고, 폭을 좁게 하거나 부분적으로 두께를 얇게 하는 등의 구성으로 할 수도 있다. 절취선과 같은 절입 형상이어도 된다.
또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각에 있어서, 용단되기 쉽게 구성된 용단부 (53) 는 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 에 의해 절단되기 쉽다.
가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 두께는, 과전류에 의해 용단되고, 또한, 차폐 부재 (20) 에 의해 물리적으로 절단되는 두께로 되어 있다. 구체적인 두께는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 재료나 개수 (장수), 또 가압 수단 (30) 의 가압력 (응력) 에 의존하지만, 예를 들어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 동박인 경우에는 기준으로서, 0.01 ㎜ 이상 0.1 ㎜ 이하의 범위로 할 수 있다. 또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 Sn 을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag 로 도금한 박인 경우에는 기준으로서, 0.1 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위로 할 수 있다.
제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 의 각각은, 서로 간극 (제 1 분리부) (64) 을 개재하여 대향한 제 1 절연편 (63a) 과 제 2 절연편 (63b) 으로 이루어진다. 제 2 절연 부재 (60B) 도 마찬가지로, 서로 간극 (제 2 분리부) (65) 을 개재하여 대향한 제 3 절연편 (66a) 과 제 4 절연편 (66b) 으로 이루어진다. 도시하는 예에서는, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 간극 (64, 65) 은, 2 개의 부재로 분리하는 분리부 (제 1 분리부, 제 2 분리부) 이지만, 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 가 이동 (통과) 가능한 개구부 (제 1 개구부, 제 2 개구부) 여도 된다. 상기 2 개의 부재란, 제 1 절연편 (63a) 과 제 2 절연편 (63b), 혹은, 제 3 절연편 (66a) 과 제 4 절연편 (66b) 이다. 또한, 제 1 분리부 (64) 및 제 2 분리부 (65) 는, 간단히, 분리부 (64, 65) 라고 바꾸어 말해도 된다. 또, 제 1 개구부 및 제 2 개구부는, 간단히, 개구부라고 바꾸어 말해도 된다 (후술하는 변형예의 제 1 개구부 (64A) 및 제 2 개구부 (65A) 를 참조).
제 1 절연편 (63a) 및 제 2 절연편 (63b) 은 각각 Y 방향의 양단측에, 퓨즈 엘리먼트의 차단시에 발생하는 아크 방전에 수반하는 압력 상승을 절연 케이스의 가압 수단 수용 공간에 효율적으로 빠져나가게 하기 위한 통기공 (67) 을 갖는다. 도시한 예에서는, 제 1 절연편 (63a) 및 제 2 절연편 (63b) 은 각각 Y 방향의 양단측에 통기공 (67) 을 3 개씩 갖지만, 개수에 제한은 없다.
아크 방전에 의해 발생한 상승 압력은, 통기공 (67) 을 지나, 가압 수단 지지부 (20b) 와 제 2 유지 부재 (10Bb) 의 사이에 형성된 네 코너의 간극 (도시 생략) 을 개재하여, 절연 케이스 (10) 의 가압 수단 (30) 을 수용하는 공간으로 효율적으로 빠져나간다. 그리고, 그 결과, 차폐 부재 (20) 의 차폐 동작이 원활하게 실시됨과 함께, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 와 제 2 절연 부재 (60B) 의 파괴가 방지된다.
간극 (64, 65) 은, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 2 단부 (52) 의 사이에 배치하는 용단부 (53) 에 대향하는 위치에 있다. 즉, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 는, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단부 (53) 에 대향하는 위치에서 분리되어 있다.
제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 는, 내트래킹 지표 (CTI) 가 500 V 이상의 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 재료로는, 수지 재료를 사용할 수 있다. 수지 재료의 예는, 커버 (10A) 및 유지 부재 (10B) 의 경우와 동일하다.
퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 는, 예를 들어, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 와 제 2 절연 부재 (60B) 에 형성된 볼록부에 대응한 위치 결정 오목부와 제 1 단자 (91) 와 제 2 단자 (92) 의 위치 결정 고정부를 갖는 지그를 사용하고, 제 1 절연 부재 (60Aa) 의 위에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 와 제 1 절연 부재 (60Ab ∼ 60Af) 를, 각각 두께 방향으로 교대로 적층하고, 최상부에 배치된 가용성 도체 시트 (50f) 의 상면에 제 2 절연 부재 (60B) 를 배치하여, 적층체를 얻는다.
(차폐 부재)
차폐 부재 (20) 는, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 측을 향한 볼록 형상부 (20a) 와, 가압 수단 (30) 의 하부를 수용하여 지지하는 오목부 (20ba) 를 갖는 가압 수단 지지부 (20b) 를 갖는다.
차폐 부재 (20) 는, 가압 수단 (30) 의 가압력이 하방으로 부여된 상태에서, 걸림 부재 (70) 에 의해 하방으로의 이동이 억제되어 있다. 그 때문에, 걸림 부재 (70) 가 발열체 (80) 의 발열에 의해 가열되어 연화 온도 이상의 온도에서 연화되면, 차폐 부재 (20) 는 하방으로 이동 가능해진다. 이 때, 연화된 걸림 부재 (70) 는 그 재료의 종류나 가열 상황 등에 따라, 차폐 부재 (20) 에 의해 물리적으로 절단되거나, 혹은, 열적으로 용단되고, 혹은 차폐 부재 (20) 에 의한 물리적 절단과 열적 용단이 합쳐진 작용을 받는다.
차폐 부재 (20) 는 걸림 부재 (70) 에 의한 하방으로의 이동 억제가 해제되면, 하방으로 이동하여 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 물리적으로 절단한다.
차폐 부재 (20) 에서는, 볼록 형상부 (20a) 의 선단 (20aa) 이 날카롭게 되어 있어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 절단하기 쉬운 형상으로 되어 있다.
도 6 에, 차폐 부재 (20) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극 (64, 65) 을 이동하고, 볼록 형상부 (20a) 에 의해 가용성 도체 시트 (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f) 를 절단하고, 차폐 부재 (20) 가 다 내려간 상태의 보호 소자의 단면도를 나타낸다.
차폐 부재 (20) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극 (65, 64) 을 이동하여 내려가, 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 에 의해 가용성 도체 시트 (50f, 50e, 50d, 50c, 50b, 50a) 를 차례로 절단한다. 그러면, 절단면끼리가 볼록 형상부 (20a) 에 의해 차폐되어 절연되고, 각 가용성 도체 시트를 개재한 통전 경로가 물리적으로 확실하게 차단된다. 이로써, 아크 방전이 신속히 소멸 (소호) 된다.
또, 차폐 부재 (20) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극 (65, 64) 을 이동하여 하방으로 다 내려간 상태에서는, 차폐 부재 (20) 의 가압 수단 지지부 (20b) 가 제 2 절연 부재 (60B) 로부터 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 를 가압하고, 가용성 도체 시트와 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 가 밀착된다. 이 때문에, 그 사이에 아크 방전을 계속할 수 있는 공간이 없어져, 아크 방전이 확실하게 소멸된다.
볼록 형상부 (20a) 의 두께 (X 방향의 길이) 는, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 간극 (64, 65) 의 X 방향의 폭보다 작다. 이 구성에 의해, 볼록 형상부 (20a) 는 간극 (64, 65) 을 Z 방향 하방으로 이동 가능해진다.
예를 들어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 동박인 경우에는, 볼록 형상부 (20a) 의 두께와 간극 (64, 65) 의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.05 ∼ 1.0 ㎜ 로 할 수 있고, 0.2 ∼ 0.4 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다. 0.05 ㎜ 이상이면, 절단된 최소 두께 0.01 ㎜ 의 경우의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 단부가 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 와 볼록 형상부 (20a) 의 간극으로 비집고 들어가도 볼록 형상부 (20a) 의 이동이 원활해져, 아크 방전이 보다 신속하고도 확실하게 소멸된다. 이는, 상기 차가 0.05 ㎜ 이상이면, 볼록 형상부 (20a) 가 걸리기 어렵기 때문이다. 또, 상기 차가 1.0 ㎜ 이하이면, 간극 (64, 65) 이, 볼록 형상부 (20a) 를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 따라서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단시에 이동하는 볼록 형상부 (20a) 의 위치 어긋남이 방지되어, 아크 방전이 보다 신속하고도 확실하게 소멸된다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 Sn 을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag 로 도금한 박인 경우에는, 볼록 형상부 (20a) 의 두께와 간극 (64, 65) 의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.2 ∼ 2.5 ㎜ 로 할 수 있고, 0.22 ∼ 2.2 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다.
볼록 형상부 (20a) 의 폭 (Y 방향의 길이) 은, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 폭보다 넓다. 이 구성에 의해, 볼록 형상부 (20a) 가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각을 절단하는 것이 가능하다.
볼록 형상부 (20a) 의 Z 방향의 길이 (L) 는, Z 방향 하방으로 다 내려갔을 때에, 볼록 형상부 (20a) 의 선단 (20aa) 이, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 중 Z 방향에서 최하부에 배치하는 제 1 절연 부재 (60Aa) 보다 하방까지 도달할 수 있는 길이를 갖는다. 볼록 형상부 (20a) 는 최하부에 배치하는 제 1 절연 부재 (60Aa) 보다 내려갈 때에는, 유지 부재 (10Ba) 의 내저면 (13) 에 형성된 삽입공 (14) 에 삽입된다.
이 구성에 의해, 볼록 형상부 (20a) 가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각을 절단하는 것이 가능해진다.
(가압 수단)
가압 수단 (30) 은, 차폐 부재 (20) 를 Z 방향 하방으로 가압한 상태에서 차폐 부재 (20) 의 오목부 (20ba) 에 수용되어 있다.
가압 수단 (30) 으로는, 예를 들어, 스프링, 고무 등, 탄성력을 부여할 수 있는 공지된 수단을 사용할 수 있다.
보호 소자 (100) 에 있어서는, 가압 수단 (30) 으로서 스프링이 사용되고 있다. 스프링 (가압 수단) (30) 은, 차폐 부재 (20) 의 오목부 (20ba) 에 줄어든 상태로 유지되어 있다.
가압 수단 (30) 으로서 사용하는 스프링의 재료로는, 공지된 것을 사용할 수 있다.
가압 수단 (30) 으로서 사용되는 스프링으로는, 원통 형상의 것을 사용해도 되고, 원추 형상의 것을 사용해도 된다. 원추 형상의 스프링을 사용하면 수축 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 가압시의 높이를 억제하여 보호 소자의 소형화를 도모할 수 있다. 또, 원추 형상의 스프링은, 복수개 겹쳐 응력의 증강을 도모하는 것도 가능하다.
가압 수단 (30) 으로서 원추 형상의 스프링을 사용하는 경우, 외경이 작은 쪽을 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 용단부 (절단부) (53) 측을 향하여 배치해도 되고, 외경이 큰 쪽을 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 용단부 (53) 측을 향하여 배치해도 된다.
가압 수단 (30) 으로서 원추 형상의 스프링을 사용하는 경우, 외경이 작은 쪽을 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 용단부 (절단부) (53) 측을 향하여 배치한다. 이로써, 예를 들어, 스프링이 금속 등의 도전성 재료로 형성되어 있는 경우에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 용단부 (53) 의 절단시에 발생하는 아크 방전의 계속을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 이는, 아크 방전의 발생 장소와 스프링을 형성하고 있는 도전성 재료의 거리가 확보되기 쉬워지기 때문이다.
또, 가압 수단 (30) 으로서 원추 형상의 스프링을 사용하고, 외경이 큰 쪽을 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 용단부 (53) 측을 향하여 배치했을 경우, 가압 수단 (30) 으로부터 차폐 부재 (20) 에 보다 균등하게 탄성력을 부여할 수 있어 바람직하다.
(걸림 부재)
걸림 부재 (70) 는, 제 2 절연 부재 (60B) 의 간극 (65) 을 다리 걸침하여, 차폐 부재 (20) 의 이동을 억제한다.
보호 소자 (100) 에 있어서는, 3 개의 걸림 부재 (70) (70A, 70B, 70C) 를 구비하지만, 3 개로 한정되지 않는다.
걸림 부재 (70A) 는 제 2 절연 부재 (60B) 의 홈 (60Ba1) 및 홈 (60Ba2) 에 재치 (삽입) 되고, 걸림 부재 (70B) 는 제 2 절연 부재 (60B) 의 홈 (60Bb1) 및 홈 (60Bb2) 에 재치 (삽입) 되고, 걸림 부재 (70C) 는 제 2 절연 부재 (60B) 의 홈 (60Bc1) 및 홈 (60Bc2) 에 재치 (삽입) 된다.
또, 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 의 선단 (20aa) 에는 걸림 부재 (70) 의 형상과 위치에 대응한 홈이 있고 (도 12b 참조), 그 홈이 걸림 부재 (70) 를 사이에 두도록 안정적으로 유지한다.
3 개의 걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 는 동일한 형상이다. 걸림 부재 (70A) 에 대해 도면을 사용하여 형상을 설명하면, 걸림 부재 (70A) 는 제 2 절연 부재 (60B) 에 형성된 홈에 재치되어 지지되는 지지부 (70Aa) 와, 지지부로부터 하방으로 연장되어 그 선단 (70Aba) 이 최상부의 가용성 도체 시트 (50f) 에 근접 혹은 접촉하는 돌출부 (70Ab) 를 갖는다. 걸림 부재 (70) 에서는, 모든 걸림 부재 (70) 가 동일한 형상이지만, 상이한 형상의 것이 포함되어도 된다.
걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 의 위에 발열체 (80A, 80B) 가 재치되어 있다. 발열체 (80A, 80B) 에 전류가 통전되면, 발열체 (80A, 80B) 가 발열하고, 걸림 부재 (70) 에 전열되어 걸림 부재 (70) 는 승온되어 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다. 여기서, 연화 온도란, 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 혹은 온도 범위를 의미한다. 걸림 부재 (70) 가 연화 온도 이상의 온도가 되면, 외력에 의해 변형될 정도로 부드러워진다.
연화된 걸림 부재 (70) 는 가압 수단 (30) 의 가압력에 의해 가압된 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재 (70) 가 절단되면, 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 는, 간극 (65, 64) 을 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.
볼록 형상부 (20a) 가 간극 (65, 64) 을 Z 방향 하방으로 삽입해 갈 때에, 볼록 형상부 (20a) 가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이로써 볼록 형상부 (20a) 는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 그 용단부 (53) 에서 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다. 이로써 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고도 확실하게 소멸시킬 수 있다.
발열체 (80A, 80B) 의 발열이 걸림 부재 (70) 를 개재하여 가용성 도체 시트 (50f) 가 가열되고, 또 다른 가용성 도체 시트도 가열되어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 는 물리적으로 절단되기 쉽다. 또, 발열체 (80A, 80B) 의 발열의 크기에 따라서는 가용성 도체 시트 (50f) 가 열적으로 용단될 수 있다. 이 경우에는, 볼록 형상부 (20a) 는 그대로 돌진하여 최하 위치까지 도달한다.
걸림 부재 (70) 에서는, 돌출부 (70Ab) 가 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하고 있다. 그 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐르면, 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하고 있는 걸림 부재 (70) 는 전열되어 승온되고, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.
또, 큰 과전류가 흘러 순시에 가용성 도체 시트 (50f) 가 용단된 경우에는, 발생한 아크 방전이 걸림 부재 (70) 에도 흘러, 걸림 부재 (70) 는 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.
연화된 걸림 부재 (70) 는 가압 수단 (30) 의 가압력에 의해 가압된 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재 (70) 가 절단되면, 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 는, 간극 (65, 64) 을 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.
이 경우, 가용성 도체 시트는 정격 전류를 초과한 과전류가 흘러 열적으로 용단되어 있고, 볼록 형상부 (20a) 는 그대로 간극 (65, 64) 을 Z 방향 하방으로 삽입해 간다. 이 때, 볼록 형상부 (20a) 는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 그 용단부에서 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다. 이로써 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고도 확실하게 소멸시킬 수 있다.
가령 가용성 도체 시트가 아직 열적으로 용단되어 있지 않을 때에도, 볼록 형상부 (20a) 가 간극 (65, 64) 을 Z 방향 하방으로 삽입되어 갈 때에, 볼록 형상부 (20a) 가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이로써 볼록 형상부 (20a) 는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 그 용단부에서 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다. 이로써 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 차단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고도 확실하게 소멸시킬 수 있다.
도 7 에 걸림 부재 (70) 의 변형예인 걸림 부재 (71) 를 갖는 보호 소자를 나타낸다. 도 7 은, 걸림 부재 (71) 의 근방의 확대도도 나타낸다.
걸림 부재 (71) 는, 제 2 절연 부재 (60B) 에 형성된 홈에 재치되어 지지되는 지지부 (71Aa) 만을 갖고, 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하는 돌출부를 갖지 않는 구성이다.
걸림 부재 (71) 는 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하는 부분을 갖지 않기 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흘러도 연화되지 않고, 발열체 (80) 에 의해서만 연화된다. 단, 고전압에 수반하는 아크 방전이 발생했을 경우에 있어서는, 아크 방전이 걸림 부재 (71) 에 도달하여 걸림 부재 (71) 를 용단시키고, 볼록 형상부 (20a) 에 의한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 그 용단부에서 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다.
걸림 부재 (70, 71) 의 재료는 가용성 도체 시트와 동일한 재료의 것으로 할 수 있지만, 발열체 (80) 의 통전에 의해 신속히 연화되기 때문에, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체인 것이 바람직하다. 예를 들어, 융점 217 ℃ 의 Sn 을 주성분으로 하는 합금의 주위를, 융점 962 ℃ 의 Ag 로 도금한 것을 사용할 수 있다.
(발열체)
발열체 (80) 는 걸림 부재 (70) 의 상면에 접촉하도록 재치된다. 발열체 (80) 에 전류를 통전시킴으로써 발열하고, 그 열에 의해 걸림 부재 (70) 를 가열하여 연화, 용융된다.
걸림 부재 (70) 의 용융에 의해, 가압 수단 (30) 에 의해 Z 방향 하방으로 가압력이 부여되고 있는 차폐 부재 (20) 는 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극에 삽입되어, 가용성 도체 시트 (50) 를 절단하고, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 를 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다.
보호 소자 (100) 에 있어서는, 2 개의 발열체 (80) (80A, 80B) 를 구비하지만, 2 개로 한정되지 않는다.
도 8a ∼ 도 8f 에 발열체 (80) 의 모식도를 나타낸다. 도 8a 는 발열체 (80) 의 앞면 (가압 수단 (30) 측의 면) 의 평면도이다. 도 8b 는 절연 기판의 평면도이다. 도 8c ∼ 도 8e 는 각각, 절연 기판의 앞면측의 3 층을 차례로 적층하고, 아래의 층도 보이도록 나타낸 투과 평면도이다. 도 8c 는 절연 기판 상에 저항층을 적층한 상태의 평면도이다. 도 8d 는 도 8c 에 추가로 절연층을 적층한 상태의 평면도이다. 도 8e 는 도 8d 에 추가로 전극층을 적층한 상태의 평면도이다. 도 8f 는 발열체 (80) 의 이면 (퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 측의 면) 의 평면도이다.
발열체 (80A, 80B) 는 각각, 절연 기판 (80-3) 의 앞면 (80-3A) (가압 수단 (30) 측의 면) 에 평행하게 이간되어 배치되는 2 개의 저항층 (80-1) (80-1a, 80-1b) 과, 저항층 (80-1) 을 덮는 절연층 (80-4) 과, 절연 기판 (80-3) 상에 형성되어, 저항층 (80-1a) 의 양단에 전기적으로 접속하는 발열체 전극 (80-5a) 및 발열체 전극 (80-5b) 과, 저항층 (80-1b) 의 양단에 전기적으로 접속하는 발열체 전극 (80-5c) 및 발열체 전극 (80-5d) 과, 절연 기판 (80-3) 의 이면 (80-3B) (퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 측의 면) 에 형성된 전극층 (80-2) (80-2a, 80-2b) 을 갖는다. 저항층은, 발열체 (80A, 80B) 각각에 2 개씩 구비하지만, 이는 180 도 회전하여 탑재해도 되도록 배려한 페일 세이프 설계이며, 2 개가 필수는 아니다.
저항층 (80-1) 은, 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 재료, 예를 들어 니크롬, W, Mo, Ru 등, 또는, 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 저항층 (80-1) 은, 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판 (80-3) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하여, 소성하는 등에 의해 형성한다. 절연 기판 (80-3) 은, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 기판이다. 절연층 (80-4) 은, 저항층 (80-1) 의 보호를 도모하기 위해 형성된다. 절연층 (80-4) 의 재료로는, 예를 들어, 세라믹스, 유리 등의 절연 재료를 사용할 수 있다. 절연층 (80-4) 은, 절연 재료의 페이스트를 도포하고, 소성하는 방법에 의해 형성할 수 있다.
발열체 (80A, 80B) 의 각각의 앞면의 발열체 전극 (80-5a ∼ d) 과, 이면의 전극층 (80-2a ∼ b) 은, 절연 기판 (80-3) 에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
발열체 (80A, 80B) 로는 도 8a ∼ 도 8f 에 나타낸 것으로 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있다.
발열체 (80A, 80B) 는, 보호 소자 (100) 의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하는 등에 의해 통전 경로를 차단할 필요가 생겼을 경우에, 외부 회로에 형성된 전류 제어 소자에 의해 통전되어 발열된다.
(급전 부재)
도 9a 및 도 9b 는, 발열체 (80A, 80B) 에 급전하는 급전 부재의 인출 방법을 설명하기 위한 보호 소자의 사시도이다. 도 9a 는 발열체 (80A, 80B) 를 직렬로 잇는 경우이다. 도 9b 는 발열체 (80A, 80B) 를 병렬로 잇는 경우이다. 본 참고예에서는, 급전 부재의 적어도 일부가, 전선 (배선 부재) 에 의해 구성된다. 단 이것으로 한정되지 않고, 특별히 도시하지 않지만, 급전 부재의 적어도 일부가, 도전성을 갖는 판상 부재나 봉상 부재 등에 의해 구성되어 있어도 된다.
도 9a 에 있어서는, 급전 부재 (90a) 가 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5c) (도 8e 참조) 에 접속되고, 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5a) (도 8e 참조) 에 급전 부재 (90b) 가 접속되고, 급전 부재 (90a) 가 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5d) (도 8e 참조) 및 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5b) (도 8e 참조) 에 접속되어 있다. 또, 발열체 (80A) 의 전극층 (80-2) 은 걸림 부재 (70) (70A, 70B, 70C) 를 개재하여 발열체 (80B) 의 전극층 (80-2) 에 접속되어 있다. 이 구성에서는,「급전 부재 (90a) ∼ 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5c) ∼ 발열체 (80A) 의 저항층 (80-1a) ∼ 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5d) ∼ 급전 부재 (90a) ∼ 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5b) ∼ 발열체 (80B) 의 저항층 (80-1b) ∼ 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5a) ∼ 급전 부재 (90b)」의 경로로 급전하여 발열체 (80A, 80B) 를 발열시킨다. 이 발열에 의해 걸림 부재 (70) (70A, 70B, 70C) 가 용융되어, 차폐 부재 (20) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극 (64, 65) 에 삽입된다. 차폐 부재 (20) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극 (64, 65) 에 삽입됨으로써 급전 부재 (90a) 가 절단되고, 발열체 (80A, 80B) 에 대한 급전이 차단되어, 발열체 (80A, 80B) 의 발열이 정지된다.
도 9b 에 있어서는, 급전 부재 (90c) 가 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5c) 에 접속되고, 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5d) 에 급전 부재 (90e) 가 접속되어 있다. 또, 급전 부재 (90d) 가 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5a) 에 접속되고, 발열체 전극 (80-5b) (도 8e 참조) 에 급전 부재 (90f) 가 접속되어 있다. 이 구성에서는,「급전 부재 (90c) ∼ 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5c) ∼ 발열체 (80A) 의 저항층 (80-1a) ∼ 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5d) ∼ 급전 부재 (90e)」의 제 1 경로와,「급전 부재 (90d) ∼ 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5a) ∼ 발열체 (80B) 의 저항층 (80-1b) ∼ 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5b) ∼ 급전 부재 (90f)」의 제 2 경로가 병렬로 구성되어 있다. 제 1 경로 및 제 2 경로로 급전하여 발열체 (80A, 80B) 를 발열시킨다. 이 발열에 의해 걸림 부재 (70) (70A, 70B, 70C) 가 용융되고, 차폐 부재 (20) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극 (64, 65) 에 삽입된다. 이 구성에서는, 차폐 부재 (20) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 간극 (64, 65) 에 삽입됨으로써 발열체 (80A, 80B) 에 대한 급전이 차단되지 않고, 발열체 (80A, 80B) 의 발열이 계속된다. 따라서, 별도 시스템 제어 (타이머 등) 에 의해 적절히 전류 제어 소자에 대한 통전을 정지함으로써, 차단 후의 보호 소자 (100) 의 발열체 (80A, 80B) 의 발열을 정지할 수 있다.
(제 1 단자, 제 2 단자)
제 1 단자 (91) 는, 일방의 단부가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 접속하고, 타방의 단부가 절연 케이스 (10) 의 외부로 노출되어 있다. 또, 제 2 단자 (92) 는, 일방의 단부가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 2 단부 (52) 와 접속하고, 타방의 단부가 절연 케이스 (10) 의 외부로 노출되어 있다.
제 1 단자 (91) 와 제 2 단자 (92) 는, 대략 동일한 형상이어도 되고, 각각 상이한 형상이어도 된다. 제 1 단자 (91) 및 제 2 단자 (92) 의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 0.3 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위 내에 있어도 된다. 제 1 단자 (91) 의 두께와 제 2 단자 (92) 의 두께는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.
제 1 단자 (91) 는, 외부 단자공 (91a) 을 구비하고 있다. 또, 제 2 단자 (92) 는, 외부 단자공 (92a) 을 구비하고 있다. 외부 단자공 (91a), 외부 단자공 (92a) 중, 일방은 전원측에 접속하기 위해서 사용되고, 타방은 부하측에 접속하기 위해서 사용된다. 혹은, 외부 단자공 (91a), 외부 단자공 (92a) 은, 부하의 내부의 통전 경로에 접속되기 위해서 사용되어도 된다. 외부 단자공 (91a) 및 외부 단자공 (92a) 은, 평면에서 보아 대략 원형의 관통공으로 할 수 있다.
제 1 단자 (91) 및 제 2 단자 (92) 로는, 예를 들어, 구리, 황동, 니켈 등으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 제 1 단자 (91) 및 제 2 단자 (92) 의 재료로서, 강성 강화의 관점에서는 황동을 사용하는 것이 바람직하고, 전기 저항 저감의 관점에서는 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 제 1 단자 (91) 와 제 2 단자 (92) 는, 동일한 재료로 이루어지는 것이어도 되고, 상이한 재료로 이루어지는 것이어도 된다.
(보호 소자의 제조 방법)
본 참고예의 보호 소자 (100) 는, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
먼저, 지그로 위치 결정된 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 와, 제 1 단자 (91) 및 제 2 단자 (92) 를 준비한다. 그리고, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 제 1 단부 (51) 와 제 1 단자 (91) 를 납땜에 의해 접속한다.
또, 제 2 단부 (52) 와 제 2 단자 (92) 를 납땜에 의해 접속한다. 납땜에 사용되는 땜납 재료로는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 저항률과 융점 및 환경 대응 납프리의 관점에서 Sn 을 주성분으로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 1 단자 (91) 의 접속 및 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 2 단부 (52) 와 제 2 단자 (92) 의 접속은, 납땜으로 한정되는 것은 아니고, 용접에 의한 접합 등 공지된 접합 방법을 사용해도 된다.
다음으로, 걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 를 준비한다. 걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 의 각각을, 도 3 에 나타낸 제 2 절연 부재 (60B) 의 홈 (60Ba1) 및 홈 (60Ba2), 홈 (60Bb1) 및 홈 (60Bb2), 및, 홈 (60Bc1) 및 홈 (60Bc2) 의 각각에 배치한다. 또, 제 2 절연 부재 (60B) 와 동일한 형상의 지그를 사용해도 된다.
다음으로, 도 8a 및 도 8b 에 나타낸 발열체 (80A, 80B) 와 땜납 페이스트를 준비한다. 그리고, 걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 와 발열체 (80A, 80B) 의 접속 부위에 땜납 페이스트를 적당량 도포한 후, 도 9a 에 나타내는 바와 같이, 제 2 절연 부재 (60B) 의 소정의 위치에 발열체 (80A, 80B) 를 배치한다. 발열체 (80A, 80B) 는 그 이면측이 걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 의 위에 재치된다. 오븐이나 리플로 노 등으로 가열하여 걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 와 발열체 (80A, 80B) 를 땜납 접속한다.
다음으로, 급전 부재 (90a, 90b, 90A) 를 준비한다. 급전 부재 (90a) 를 급전 부재 재치면 (12) 에 배치하고, 급전 부재 (90a) 를 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5c) 에 납땜함으로써 접속한다. 또, 급전 부재 (90b) 를 급전 부재 재치면 (12) 에 배치하고, 급전 부재 (90b) 를 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5a) 에 납땜함으로써 접속한다. 또, 급전 부재 (90a) 를 발열체 (80A) 의 발열체 전극 (80-5d) 및 발열체 (80B) 의 발열체 전극 (80-5b) 에 납땜함으로써 접속한다. 급전 부재 (90a, 90b, 90A) 와 발열체 (80A, 80B) 는, 용접에 의한 접합에 의해 접속되어 있어도 되고, 공지된 접합 방법을 사용할 수 있다.
다음으로, 제 2 유지 부재 (10Bb), 차폐 부재 (20), 및, 가압 수단 (30) 을 준비한다. 그리고, 가압 수단 (30) 을 차폐 부재 (20) 의 오목부 (20ba) 에 배치하고, 제 2 유지 부재 (10Bb) 에 수용한다.
다음으로, 차폐 부재 (20) 의 선단 (20aa) 에 형성된 홈에 걸림 부재 (70A, 70B, 70C) 를 끼워넣어 가압 수단 (30) 을 압축하면서, 제 1 유지 부재 (10Ba) 의 제 1 단부 (10Baa) 및 제 2 단부 (10Bab) 의 각각에 2 개씩 형성된 오목부 (17) 에, 제 2 유지 부재 (10Bb) 의 대응 지점에 형성된 4 개의 볼록부 (도시 생략) 를 걸어맞춰, 유지 부재 (10B) 를 형성한다.
다음으로, 커버 (10A) 를 준비한다. 그리고, 커버 (10A) 의 수용부 (22) 에, 유지 부재 (10B) 를 삽입한다. 이어서, 유지 부재 (10B) 의 단자 접착제 주입구 (16) 에 접착제를 주입하여, 단자 재치면 (111) 과 제 1 단자 (91) 및 제 2 단자 (92) 의 간극을 메운다. 또, 케이스 접착제 주입구인 커버 (10A) 의 타원상 측면의 경사면 (21) 에 접착제를 주입하여, 커버 (10A) 와 유지 부재 (10B) 를 접착시킨다. 접착제로는, 예를 들어, 열경화성 수지를 포함하는 접착제를 사용할 수 있다. 이렇게 하여, 커버 (10A) 내가 밀폐된 절연 케이스 (10) 가 형성된다.
이상의 공정에 의해, 본 참고예의 보호 소자 (100) 가 얻어진다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (50) (복수개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f)) 에 정격 전류를 초과한 과전류가 흘렀을 경우에 퓨즈 엘리먼트 (50) 가 열적으로 용단되어 전류 경로를 차단시킨다. 또 상기 외에, 발열체 (80) 에 전류를 통전하여 차폐 부재 (20) 의 이동을 억제하고 있는 걸림 부재 (70) 를 용융하고, 가압 수단 (30) 에 의해 차폐 부재 (20) 를 이동시켜, 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 물리적으로 절단하여 전류 경로를 차단시키는 것이 가능하다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에서는, 가압 수단 (30) 에 의한 가압력이 부여되고 있는 차폐 부재 (20) 의 이동을 걸림 부재 (70) 에 의해 억제하는 구성이기 때문에, 전류 경로의 차단시 이외에는, 퓨즈 엘리먼트 (50) (복수개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f)) 에 가압 수단 (30) 과 차폐 부재 (20) 에 의한 절단 가압력이 가해지지 않는다. 그 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 시간 경과적 열화가 억제되고, 또, 전류 경로의 차단이 필요하지 않을 때에 퓨즈 엘리먼트 (50) 가 승온되었을 때에 가압력이 부여된 상태인 것에 기인하는 단선을 방지할 수 있다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 가 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 포함하고, 그 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이 그 사이에 배치된 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 와 근접 혹은 접촉 (밀착) 하여 절연되어 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각에 흐르는 전류치가 작아지고 또한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 둘러싸는 공간이 매우 좁아져, 용단됨으로써 발생하는 아크 방전의 규모가 작아지기 쉬워진다. 요컨대, 용단 공간이 좁으면 그 공간 내의 기체가 적어지고, 아크 방전 중에 전류가 흐르는 경로가 되는「공간 내의 기체가 전리되어 발생하는 플라즈마」의 양도 적어져, 아크 방전을 조기에 소호하기 쉬워진다. 따라서, 본 참고예의 보호 소자 (100) 에 의하면, 절연 케이스 (10) 의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능해진다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트 (50a) 와 절연 케이스 (10) 의 제 1 유지 부재 (10Ba) 의 사이에 제 1 절연 부재 (60Aa) 가 배치되고, 또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트 (50f) 와 절연 케이스 (10) 의 제 2 유지 부재 (10Bb) 의 사이의 각각에 제 2 절연 부재 (60B) 가 배치되어 있으면, 가용성 도체 시트 (50a, 50f) 가 제 1 유지 부재 (10Ba), 제 2 유지 부재 (10Bb) 와 직접 접촉하지 않는다. 이 때문에, 아크 방전에 의해, 이들 절연 케이스 (10) 의 내부 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스 (10) 의 사이즈를 소형으로 해도 리크 전류가 발생하기 어려워진다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 2 단부 (52) 의 용단부 (53) 에 대향하는 위치에서 분리되어 있으면, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 용단부 (53) 에서 용단되었을 때에, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 표면의 연속적인 용융 비산물의 부착을 억제할 수 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단에 의해 발생한 아크 방전을 조기에 소호시킬 수 있다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af), 제 2 절연 부재 (60B), 차폐 부재 (20), 절연 케이스 (10) 의 커버 (10A), 및 유지 부재 (10B) 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 (CTI) 가 500 V 이상의 재료로 형성되어 있다. 이로써, 아크 방전에 의해, 이들 부품의 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스 (10) 의 사이즈를 소형으로 해도 리크 전류가 보다 발생하기 어려워진다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af), 제 2 절연 부재 (60B), 차폐 부재 (20), 절연 케이스 (10) 의 커버 (10A), 및 유지 부재 (10B) 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지로 형성되어 있다. 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지는, 절연성과 내트래킹성이 우수하므로, 보호 소자 (100) 의 소형화와 경량화를 양립하기 쉬워진다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체이며, 저융점 금속층이 Sn 을 포함하고, 고융점 금속층이 Ag 혹은 Cu 를 포함하면 저융점 금속층이 용융됨으로써 고융점 금속이 Sn 에 의해 용해된다. 이 때문에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단 온도가 낮아진다. 또, Ag 나 Cu 는 Sn 보다 물리적 강도가 높기 때문에, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 물리적 강도는, 저융점 금속층 단체의 물리적 강도보다 높아진다. 나아가서는, Ag 나 Cu 는 Sn 보다 전기 저항률이 낮고, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 전기 저항값은, 저융점 금속층 단체의 전기 저항값보다 낮아진다. 즉, 보다 대전류 대응의 퓨즈 엘리먼트가 된다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이, 고융점 금속층을 2 층 이상 갖고, 저융점 금속층을 1 층 이상 갖고, 저융점 금속층이 고융점 금속층의 사이에 배치된 적층체이면, 외측에 고융점 금속층이 있으므로, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 강도가 높아진다. 특히, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 1 단자 (91) 및 제 2 단부 (52) 와 제 2 단자 (92) 를 납땜으로 접속하는 경우에는, 납땜시의 가열에 의한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 변형이 일어나기 어려워진다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체이면, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체인 경우와 비교하여, 전기 저항률이 작아지기 쉽다. 이 때문에, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체로 이루어지는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 는, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체로 이루어지는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 와 동일한 면적으로 동등한 전기 저항을 갖는 경우에도, 두께를 얇게 할 수 있다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 두께가 얇으면, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 용단되었을 때의 용융 비산물량도 두께에 비례하여 적어져, 차단 후의 절연 저항이 높아진다.
본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각은, 용단부 (53) 에 관통공 (54) 이 형성되어 있고, 제 1 단부 (51) 및 제 2 단부 (52) 의 통전 방향의 단면적보다 용단부 (53) 의 통전 방향의 단면적이 작아지도록 된 용단부를 갖고 있다. 이 때문에, 전류 경로에 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때 용단되는 부위가 안정된다. 또한, 본 참고예의 보호 소자 (100) 에 있어서는 용단부 (53) 에 관통공 (54) 을 형성하고 있지만, 용단부 (53) 의 단면적을 작게 하는 방법에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 용단부 (53) 의 양단부를 오목 형상으로 잘라내는 것이나 부분적으로 두께를 얇게 함으로써, 용단부 (53) 의 단면적을 작게 해도 된다.
(변형예)
도 10a 및 도 10b 는, 제 1 참고예의 변형예의 모식도이다. 도 10a 는 유지 부재 (10B) 의 변형예인 유지 부재 (10BB) 의 사시도이다. 도 10b 는 제 1 절연 부재 (60A) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 변형예인 제 1 절연 부재 (61A) 및 제 2 절연 부재 (61B) 가 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 가 이동 (통과) 가능한 개구부를 갖는 구성의 사시도이다. 도 11a 에 제 2 절연 부재의 사시 모식도, 도 11b 에 제 1 절연 부재의 사시 모식도를 나타낸다. 또한, 6 개의 제 1 절연 부재는 동일한 형상을 갖는 것이기 때문에, 도 11b 에 나타내는 제 1 절연 부재는 그 공통되는 구성을 나타내는 것이다.
또한, 이 변형예에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 적층체는, 제 1 절연 부재 이외에는 도 4a ∼ 도 4c 로 나타낸 구성과 동일하다. 따라서, 이하의 설명에 있어서는 도 4a ∼ 도 4c 로 나타낸 부재와 공통되는 부재에 대해서는 동일한 부호로 기재한다.
도 10b ∼ 도 11b 에 나타내는 제 1 절연 부재 (61Aa ∼ 61Af) 의 각각은 제 1 개구부 (64A) 를 갖고, 제 2 절연 부재 (61B) 는 제 2 개구부 (65A) 를 갖는다. 또, 제 1 개구부 (64A) 와 제 2 개구부 (65A) 의 Y 방향의 길이는, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 및 차폐 부재 (20) 의 볼록 형상부 (20a) 의 Y 방향의 길이보다 크다. 이로써, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 차단된 후, 볼록 형상부 (20a) 가 제 1 개구부 (64A) 와 제 2 개구부 (65A) 에 삽입되어 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단부가 확실하게 차폐된다.
제 1 절연 부재 (61Aa ∼ 61Af) 의 각각 및 제 2 절연 부재 (61B) 는 각각 Y 방향의 양단측에, 퓨즈 엘리먼트의 차단시에 발생하는 아크 방전에 수반하는 압력 상승을 절연 케이스의 가압 수단 수용 공간으로 효율적으로 빠져나가게 하기 위한 통기공 (67A) 을 갖는다. 도시한 예에서는, 제 1 절연 부재 (61Aa ∼ 61Af) 의 각각 및 제 2 절연 부재 (61B) 는 각각 Y 방향의 양단측으로서 제 1 개구부 (64A) 혹은 제 2 개구부 (65A) 를 사이에 두고 좌우로, 통기공 (67A) 을 5 개씩 갖지만, 개수에 제한은 없다.
아크 방전에 의해 발생한 상승 압력은, 통기공 (67A) 을 지나, 가압 수단 지지부 (20b) 와 제 2 유지 부재 (10BBb) 의 사이에 형성된 네 코너의 간극 (도시 생략) 을 개재하여, 절연 케이스 (10) 의 가압 수단 (30) 을 수용하는 공간으로 효율적으로 빠져나간다. 그리고, 그 결과, 차폐 부재 (20) 의 차폐 동작이 원활하게 실시됨과 함께, 제 1 절연 부재 (61Aa ∼ 61Af) 와 제 2 절연 부재 (61B) 의 파괴가 방지된다.
제 1 개구부 (64A), 제 2 개구부 (65A) 는, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 2 단부 (52) 의 사이에 배치하는 용단부 (53) 에 대향하는 위치에 있다.
제 1 절연 부재 (61Aa ∼ 61Af) 및 제 2 절연 부재 (61B) 의 재료에 대해서는, 제 1 절연 부재 (60Aa ∼ 60Af) 및 제 2 절연 부재 (60B) 의 재료와 동일한 것이 바람직하고, 또, 동일한 종류의 재료를 사용할 수 있다.
도 10a 및 도 10b 에 나타내는 유지 부재 (10BB) (Z 방향에서 상측에 배치하는 제 2 유지 부재 (10BBb) 와 Z 방향에서 하측에 배치하는 제 1 유지 부재 (10BBa) 는, 제 1 절연 부재 및 제 2 절연 부재의 변형예에 대응하는 형상으로 되어 있다.
(보호 소자 (제 2 참고예))
도 12a ∼ 도 15 는, 제 2 참고예에 관련된 보호 소자를 나타내는 모식도이다. 제 2 참고예에 관련된 보호 소자는, 전류 경로를 차단시키는 기구로서, 발열체에 의한 액티브 차단 기구를 갖지 않고, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흘렀을 경우에 가용성 도체 시트가 용단되어 전류 경로를 차단시키는 과전류 차단 기구에만 의한 점이 제 1 참고예에 관련된 보호 소자에 대한 주된 상이점이다. 구체적으로는, 제 2 참고예에 관련된 보호 소자는, 발열체 및 급전 부재를 갖지 않는 점이 제 1 참고예에 관련된 보호 소자에 대한 주된 상이점이다.
이하의 도면에 있어서, 제 1 참고예에 관련된 보호 소자와 동일 또는 거의 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
도 12a 는, 도 2 에 대응하는 도면이고, 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거하여 모식적으로 나타낸 사시도이다. 도 12b 는 차폐 부재의 사시도이다. 도 13 은, 제 2 참고예에 관련된 보호 소자의, 도 5 에 대응하는 단면도이다. 도 14 는, 도 6 에 대응하는 단면도이고, 차폐 부재가 퓨즈 엘리먼트를 절단하여 다 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다. 도 15 는, 퓨즈 엘리먼트 적층체, 제 1 단자 및 제 2 단자를 제 1 유지 부재에 설치된 상태를 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 12a ∼ 도 15 에 나타내는 보호 소자 (200) 는, 절연 케이스 (11) 와, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 와, 제 1 절연 부재 (160A) 와, 차폐 부재 (120) 와, 가압 수단 (30) 과, 걸림 부재 (170) 를 갖는다. 또한, 본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 통전 방향은, 사용시에 있어서 전기가 흐르는 방향 (X 방향) 을 의미하고, 통전 방향의 단면적은, 통전 방향에 대해 직교하는 방향의 면 (Y-Z 면) 의 면적을 의미한다.
(절연 케이스)
절연 케이스 (11) 는, 대략 긴 원기둥 형상 (Y-Z 면의 단면이 X 방향의 어느 위치에서도 장원) 이다. 절연 케이스 (11) 는, 커버 (110A) 와 유지 부재 (110B) 로 이루어진다.
보호 소자 (200) 는 발열체 및 급전 부재를 갖지 않기 때문에, 그에 수반하여, 커버 (110A) 및 유지 부재 (110B) 는 발열체용의 부위나 급전 부재용의 부위를 구비하지 않는 점이 커버 (10A) 및 유지 부재 (10B) 에 대한 차이이다.
유지 부재 (110B) 는, Z 방향에서 하측에 배치하는 제 1 유지 부재 (110Ba) 와 Z 방향에서 상측에 배치하는 제 2 유지 부재 (110Bb) 로 이루어진다.
커버 (110A) 및 유지 부재 (110B) 의 외형은, 소형이고 아크 방전에 의한 내압 상승에 견디도록 대략 긴 원기둥 형상으로 하여 재료 사용량을 억제하고 있지만, 보호 소자의 정격 전압·정격 전류·차단 용량에 따라 아크 방전에 의한 파괴가 일어나지 않는 한에 있어서, 외형은 대략 긴 원기둥 형상으로 한정되지 않고 직방체 등의 임의의 형상을 취할 수 있다.
유지 부재 (110B) 의 내부에는, 내압 완충 공간 (15) (도 14 참조) 이 형성되어 있다. 내압 완충 공간 (15) 은, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 의 용단시에 발생하는 아크 방전에 의해 생성되는 기체에 의한 보호 소자 (200) 의 내압의 급격한 상승을 억제하는 작용이 있다.
커버 (110A) 와 유지 부재 (110B) 의 재료로는, 커버 (10A) 및 유지 부재 (10B) 와 동일한 재료를 사용할 수 있다.
(퓨즈 엘리먼트 적층체)
퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 는, 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트 (50) 와, 복수개의 가용성 도체 시트 (50) 의 각각의 사이, 및, 복수개의 가용성 도체 시트 (50) 중 최하부 및 최상부에 배치된 가용성 도체 시트 (50) 의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제 1 개구부가 형성된 복수의 제 1 절연 부재 (160A) (160Aa ∼ 160Ag) 를 갖는다. 상기 복수개의 가용성 도체 시트를 합쳐 퓨즈 엘리먼트 (50) 라고 하는 경우가 있다. 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 는 퓨즈 엘리먼트와 제 1 절연 부재로 이루어진다.
복수개의 가용성 도체 시트 (50) 는 도 4a ∼ 도 4c 로 나타낸 것과 동일한 구성을 갖는 것이며, 상기 서술한 특징의 설명은 생략한다. 또, 복수의 제 1 절연 부재 (160A) (160Aa ∼ 160Ag) 는 모두 동일한 구성을 갖는 부재이고, 도 10b 로 나타낸 제 1 절연 부재 (61A) 와 동일한 구성을 갖는 것이며, 상기 서술한 특징의 설명은 생략한다.
도 12a ∼ 도 15 에 나타낸 보호 소자 (200) 에 있어서는, 보호 소자 (100) 가 구비하는 제 2 절연 부재 (60B) 에 대응하는 지점에 제 1 절연 부재를 구비하는 점에서 상이하다. 보호 소자 (200) 에 있어서도, 최상부에 배치하는 제 1 절연 부재 대신에, 제 1 절연 부재와는 상이한 구성의 절연 부재를 구비해도 된다.
여기서, 보호 소자 (100) 에 있어서는, 제 2 절연 부재 (60B) 는 발열체 (80) 를 배치하는 지점을 구비하는 등의 점에서 제 1 절연 부재 (60A) 와 상이하다. 그러나, 제 1 절연 부재 (60A) 와 동일한 구성으로 대용하는 것도 가능하고, 이 경우에는 제 2 절연 부재 (60B) 와 제 1 절연 부재 (60A) 는 구성 상의 차이는 없어져, 이 경우에는 보호 소자 (100) 도 퓨즈 엘리먼트 적층체 (40) 도 퓨즈 엘리먼트와 제 1 절연 부재로 이루어지는 것이 된다.
퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 는, 두께 방향 (Z 방향) 으로 병렬 배치된 6 개의 가용성 도체 시트 (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f) 를 갖는다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각의 사이에는, 제 1 절연 부재 (160Ab, 160Ac, 160Ad, 160Ae, 160Af) 가 배치되어 있다. 제 1 절연 부재 (160Ab ∼ 160Af) 는, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있다. 근접시킨 상태는, 제 1 절연 부재 (160Ab ∼ 160Af) 와 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 거리가 0.5 ㎜ 이하인 상태인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 ㎜ 이하인 상태이다.
또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트 (50a) 의 외측에는 제 1 절연 부재 (160Aa) 가 배치되어 있다. 또한, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트 (50f) 의 외측에는 제 1 절연 부재 (160Ag) 가 배치되어 있다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 폭 (Y 방향의 길이) 은, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 의 폭보다 좁게 되어 있다.
퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 는, 복수개의 가용성 도체 시트가 6 개인 예이지만, 6 개로 한정되지 않고, 복수개이면 된다.
또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각에 있어서, 용단되기 쉽게 구성된 용단부 (53) 는 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 에 의해 절단되기 쉽다.
가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 두께는, 과전류에 의해 용단되는 두께로 되어 있다. 구체적인 두께는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 재료나 개수 (장수), 또 가압 수단 (30) 의 가압력 (응력) 에 의존하지만, 예를 들어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 동박인 경우에는 기준으로서, 0.01 ㎜ 이상 0.1 ㎜ 이하의 범위로 할 수 있다.
또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 Sn 을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag 로 도금한 박인 경우에는 기준으로서, 0.1 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위로 할 수 있다.
제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 의 각각은, X 방향에 있어서의 중앙부에 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 가 이동 (통과) 가능한 제 1 개구부 (64A) 를 갖는다.
제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 는 퓨즈 엘리먼트의 차단시에 발생하는 아크 방전에 수반하는 압력 상승을 절연 케이스의 가압 수단 수용 공간으로 효율적으로 빠져나가게 하기 위한 통기공 (67A) 을 갖는다. 도시한 예에서는, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 는, 각각 Y 방향의 양단측의, 제 1 개구부 (64A) 를 사이에 두고 좌우로, 통기공 (67A) 을 5 개씩 갖지만, 개수에 제한은 없다.
아크 방전에 의해 발생한 상승 압력은, 통기공 (67A) 을 지나, 가압 수단 지지부 (120b) 와 제 2 유지 부재 (110Bb) 의 사이에 형성된 네 코너의 간극 (도시 생략) 을 개재하여, 절연 케이스 (11) 의 가압 수단 (30) 을 수용하는 공간으로 효율적으로 빠져나간다. 그리고, 그 결과, 차폐 부재 (120) 의 차폐 동작이 원활하게 실시됨과 함께, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 의 파괴가 방지된다.
제 1 개구부 (64A) 는, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 2 단부 (52) 의 사이에 배치하는 용단부 (53) 에 대향하는 위치에 있다.
(차폐 부재)
차폐 부재 (120) 는, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 측을 향한 볼록 형상부 (120a) 와, 가압 수단 (30) 의 하부를 수용하여 지지하는 오목부 (120ba) 를 갖는 가압 수단 지지부 (120b) 를 갖는다. 볼록 형상부 (120a) 의 선단에 걸림 부재 (170) 를 사이에 두기 위한 끼움홈 (120aA) 을 갖는다. 차폐 부재 (120) 에서는, 끼움홈 (120aA) 을 3 개 갖지만, 개수에 제한은 없다.
차폐 부재 (120) 는, 가압 수단 (30) 의 가압력이 하방으로 부여된 상태에서, 걸림 부재 (170) 에 의해 하방으로의 이동이 억제되어 있다. 걸림 부재 (170) 는 그 돌출부 (170b) 가 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하고 있기 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐르면, 걸림 부재 (170) 는 전열되어 승온되고, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다. 또, 큰 과전류가 흘러 순시에 가용성 도체 시트 (50f) 가 용단된 경우에는, 발생한 아크 방전이 걸림 부재 (170) 에도 흘러, 걸림 부재 (170) 는 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다. 연화된 걸림 부재 (170) 는 가압 수단 (30) 의 가압력에 의해 가압된 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다.
걸림 부재 (170) 가 절단되어 걸림 부재 (170) 에 의한 하방으로의 이동 억제가 해제되면, 차폐 부재 (120) 는 하방으로 이동하여 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 물리적으로 절단한다.
차폐 부재 (120) 에서는, 볼록 형상부 (120a) 의 선단 (120aa) 이 날카롭게 되어 있어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 절단하기 쉬운 형상으로 되어 있다.
도 14 에, 차폐 부재 (120) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 의 제 1 개구부 (64A) 를 이동하고, 볼록 형상부 (120a) 에 의해 가용성 도체 시트 (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f) 를 절단하여, 차폐 부재 (120) 가 다 내려간 상태의 보호 소자의 단면도를 나타낸다.
차폐 부재 (120) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 의 제 1 개구부 (64A) 를 이동하여 내려가, 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 에 의해 가용성 도체 시트 (50f, 50e, 50d, 50c, 50b, 50a) 를 차례로 절단한다. 그러면, 절단면끼리가 볼록 형상부 (120a) 에 의해 차폐되어 절연되고, 각 가용성 도체 시트를 개재한 통전 경로가 물리적으로 확실하게 차단된다. 이로써, 아크 방전이 신속히 소멸 (소호) 된다.
또, 차폐 부재 (120) 가 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 의 제 1 개구부 (64A) 를 이동하여 하방으로 다 내려간 상태에서는, 차폐 부재 (120) 의 가압 수단 지지부 (120b) 가 제 1 절연 부재 (160Ag) 로부터 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 를 가압하고, 가용성 도체 시트와 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 가 밀착된다. 이 때문에, 그 사이에 아크 방전을 계속할 수 있는 공간이 없어져, 아크 방전이 확실하게 소멸된다.
볼록 형상부 (120a) 의 두께 (X 방향의 길이) 는, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 의 제 1 개구부 (64A) 의 X 방향의 폭보다 작다. 이 구성에 의해, 볼록 형상부 (120a) 는 제 1 개구부 (64A) 를 Z 방향 하방으로 이동 가능해진다.
예를 들어, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 동박인 경우에는, 볼록 형상부 (120a) 의 두께와 제 1 개구부 (64A) 의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.05 ∼ 1.0 ㎜ 로 할 수 있고, 0.2 ∼ 0.4 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다. 0.05 ㎜ 이상이면, 절단된 최소 두께 0.01 ㎜ 의 경우의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 단부가 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 와 볼록 형상부 (120a) 의 간극으로 비집고 들어가도 볼록 형상부 (120a) 의 이동이 원활해져, 아크 방전이 보다 신속하고도 확실하게 소멸된다. 이것은, 상기 차가 0.05 ㎜ 이상이면, 볼록 형상부 (120a) 가 걸리기 어렵기 때문이다. 또, 상기 차가 1.0 ㎜ 이하이면, 제 1 개구부 (64A) 가, 볼록 형상부 (120a) 를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 따라서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단시에 이동하는 볼록 형상부 (120a) 의 위치 어긋남이 방지되어, 아크 방전이 보다 신속하고도 확실하게 소멸된다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 Sn 을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag 로 도금한 박인 경우에는, 볼록 형상부 (120a) 의 두께와 제 1 개구부 (64A) 의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.2 ∼ 2.5 ㎜ 로 할 수 있고, 0.22 ∼ 2.2 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다.
볼록 형상부 (120a) 의 폭 (Y 방향의 길이) 은, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 폭보다 넓다. 이 구성에 의해, 볼록 형상부 (120a) 가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각을 절단하는 것이 가능하다.
볼록 형상부 (120a) 의 Z 방향의 길이 (L) 는, Z 방향 하방으로 다 내려갔을 때에, 볼록 형상부 (120a) 의 선단 (120aa) 이, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 중 Z 방향에서 최하부에 배치하는 제 1 절연 부재 (160Aa) 보다 하방까지 도달할 수 있는 길이를 갖는다. 볼록 형상부 (120a) 는 최하부에 배치하는 제 1 절연 부재 (160Aa) 보다 내려갈 때에는, 유지 부재 (110Ba) 의 내저면에 형성된 삽입공 (114) 에 삽입된다.
이 구성에 의해, 볼록 형상부 (120a) 가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각을 절단하는 것이 가능해진다.
(가압 수단)
가압 수단 (30) 은, 차폐 부재 (120) 를 Z 방향 하방으로 가압한 상태에서 차폐 부재 (120) 의 오목부 (120ba) 에 수용되어 있다.
가압 수단 (30) 은, 보호 소자 (100) 가 구비하는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
(걸림 부재)
걸림 부재 (170) 의 구성 (형상이나 재료) 으로는 걸림 부재 (70) 와 동일한 것을 사용해도 된다. 보호 소자 (200) 에 있어서는, 3 개의 걸림 부재 (170) 를 구비하지만, 3 개로 제한되지 않는다.
걸림 부재 (170) 는, 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 의 선단 (120aa) 에 구비하는 끼움홈 (120aA) 에 삽입된 상태에서 유지된다.
걸림 부재 (170) 는, T 자 모양의 형상을 갖고, 제 1 아암부 (170aa) 와 제 2 아암부 (170ab) 로 이루어지는 횡연부 (지지부) (170a) 와, 횡연부 (170a) 의 중앙부로부터 하방으로 연장되는 종연부 (돌출부) (170b) 를 갖는다.
보호 소자 (200) 에 있어서는, 횡연부 (170a) 는 제 1 아암부 (170aa) 및 제 2 아암부 (170ab) 의 각각이, 제 1 절연 부재 (160Ag) 의 제 1 개구부 (64A) 를 사이에 두고 차폐 부재측의 면 (160AgS) 에 지지되어 있고, 종연부 (170b) 는 그 하단이 가용성 도체 시트 (50f) 의 차폐 부재측의 면 (50fS) 에 지지되어 있다. 도시하는 예에서는, 제 1 절연 부재 (160Ag) 의 차폐 부재측의 면 (160AgS) 에는 걸림 부재 (170) 가 재치되는 홈을 갖지 않지만, 걸림 부재 (170) 가 재치되는 홈을 가져도 된다.
종연부 (170b) 가 가용성 도체 시트 (50f) 의 차폐 부재측의 면 (50fS) 에 지지되어 있으면, 가용성 도체 시트 (50f) 에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐를 때에, 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하고 있는 걸림 부재 (170) 는 전열되어 승온되고, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.
보호 소자 (200) 에 있어서는, 횡연부 (170a), 및, 종연부 (170b) 의 양방의 부위가 지지되어 있지만, 어느 일방이 지지되어 있어도 된다. 단, 가용성 도체 시트 (50f) 에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐를 때에 연화되도록 종연부 (170b) 가 가용성 도체 시트 (50f) 의 차폐 부재측의 면 (50fS) 에 접촉하여 지지되어 있는 편이 바람직하다. 종연부 (170b) 가 가용성 도체 시트 (50f) 의 차폐 부재측의 면 (50fS) 에 접촉하고 있지 않는 경우에는, 차폐 부재측의 면 (50fS) 에 근접하고 있는 편이 바람직하다.
3 개의 걸림 부재 (170) 는 모두 동일한 형상이지만, 상이한 형상의 것이 포함되어도 된다.
걸림 부재 (170) 가 연화 온도 이상의 온도가 되면, 외력에 의해 변형될 정도로 부드러워진다.
연화된 걸림 부재 (170) 는 가압 수단 (30) 의 가압력에 의해 가압된 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재 (170) 가 절단되면, 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 는, 제 1 개구부 (64A) 를 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.
볼록 형상부 (120a) 가 제 1 개구부 (64A) 를 Z 방향 하방으로 삽입되어 갈 때에, 볼록 형상부 (120a) 가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이로써 볼록 형상부 (120a) 는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 그 용단부 (53) 에서 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다. 이로써 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고도 확실하게 소멸시킬 수 있다.
걸림 부재 (170) 에서는, 종연부 (170b) 가 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하고 있다. 그 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐르면, 가용성 도체 시트 (50f) 에 접촉하고 있는 걸림 부재 (170) 는 전열되어 승온되고, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.
또, 큰 과전류가 흘러 순시에 가용성 도체 시트 (50f) 가 용단된 경우에는, 발생한 아크 방전이 걸림 부재 (170) 에도 흘러, 걸림 부재 (170) 는 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.
연화된 걸림 부재 (170) 는 가압 수단 (30) 의 가압력에 의해 가압된 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재 (170) 가 절단되면, 차폐 부재 (120) 의 볼록 형상부 (120a) 는, 제 1 개구부 (64A) 를 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.
이 경우, 가용성 도체 시트는 정격 전류를 초과한 과전류가 흘러 열적으로 용단되어 있고, 볼록 형상부 (120a) 는 그대로 제 1 개구부 (64A) 를 Z 방향 하방으로 삽입해 간다. 이 때, 볼록 형상부 (120a) 는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 그 용단부에서 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다. 이로써 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고도 확실하게 소멸시킬 수 있다.
가령 가용성 도체 시트가 아직 열적으로 용단되어 있지 않을 때에도, 볼록 형상부 (120a) 가 제 1 개구부 (64A) 를 Z 방향 하방으로 삽입되어 갈 때에, 볼록 형상부 (120a) 가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이로써 볼록 형상부 (120a) 는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 그 용단부에서 제 1 단자 (91) 측과 제 2 단자 (92) 측으로 차폐한다. 이로써 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 차단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고도 확실하게 소멸시킬 수 있다.
제 2 참고예에 관련된 보호 소자 (200) 는, 발열체 및 급전 부재를 갖지 않는 점 이외에는 제 1 참고예에 관련된 보호 소자 (100) 와 동일 또는 유사한 부재가 많기 때문에, 그 제조 방법의 설명은 생략한다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (50) (복수개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f)) 에 정격 전류를 초과한 과전류가 흘렀을 경우에 퓨즈 엘리먼트 (50) 가 열적으로 용단되어 전류 경로를 차단시킨다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에서는, 가압 수단 (30) 에 의한 가압력이 부여되고 있는 차폐 부재 (120) 의 이동을 걸림 부재 (170) 에 의해 억제하는 구성이기 때문에, 전류 경로의 차단시 이외에는, 퓨즈 엘리먼트 (50) (복수개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f)) 에 가압 수단 (30) 과 차폐 부재 (120) 에 의한 절단 가압력이 가해지지 않는다. 그 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 시간 경과적 열화가 억제되고, 또, 전류 경로의 차단이 필요하지 않을 때에 퓨즈 엘리먼트 (50) 가 승온되었을 때에 가압력이 부여된 상태인 것에 기인하는 단선을 방지할 수 있다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 적층체 (140) 가 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 포함하고, 그 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이 그 사이에 배치된 제 1 절연 부재 (160Ab ∼ 160Af) 및 가용성 도체 시트 (50a, 50f) 의 바깥쪽에 배치된 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 와 근접 혹은 접촉 (밀착) 하여 절연되어 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각에 흐르는 전류치가 작아지고 또한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 를 둘러싸는 공간이 매우 좁아져, 용단됨으로써 발생하는 아크 방전의 규모가 작아지기 쉬워진다. 따라서, 본 참고예의 보호 소자 (200) 에 의하면, 절연 케이스 (11) 의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능해진다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트 (50a) 와 절연 케이스 (11) 의 제 1 유지 부재 (110Ba) 의 사이에 제 1 절연 부재 (160Aa) 가 배치되고, 또, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트 (50f) 와 절연 케이스 (11) 의 제 2 유지 부재 (110Bb) 의 사이의 각각에 1 절연 부재 (160Ag) 가 배치되어 있으면, 가용성 도체 시트 (50a, 50f) 가 제 1 유지 부재 (110Ba), 제 2 유지 부재 (110Bb) 와 직접 접촉하지 않는다. 이로써, 아크 방전에 의해, 이들 절연 케이스 (11) 의 내부 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스 (11) 의 사이즈를 소형으로 해도 리크 전류가 발생하기 어려워진다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 가 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 2 단부 (52) 의 용단부 (53) 에 대향하는 위치에서 개구를 갖는다. 이로써, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 용단부 (53) 에서 용단되었을 때에, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag) 의 표면의 연속적인 용융 비산물의 부착을 억제할 수 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단에 의해 발생한 아크 방전을 조기에 소호시킬 수 있다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag), 차폐 부재 (120), 절연 케이스 (11) 의 커버 (110A), 및 유지 부재 (110B) 중 적어도 하나가, 내트래킹 지표 (CTI) 가 500 V 이상의 재료로 형성되어 있다. 이 때문에, 아크 방전에 의해, 이들 부품의 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스 (11) 의 사이즈를 소형으로 해도 리크 전류가 보다 발생되기 어려워진다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 제 1 절연 부재 (160Aa ∼ 160Ag), 차폐 부재 (120), 절연 케이스 (11) 의 커버 (110A), 및 유지 부재 (110B) 중 적어도 하나가, 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지로 형성되어 있다. 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지는, 절연성과 내트래킹성이 우수하므로, 보호 소자 (200) 의 소형화와 경량화를 양립하기 쉬워진다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체이며, 저융점 금속층이 Sn 을 포함하고, 고융점 금속층이 Ag 혹은 Cu 를 포함하면, 저융점 금속층이 용융됨으로써 고융점 금속이 Sn 에 의해 용해된다. 이 때문에, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 용단 온도가 낮아진다. 또, Ag 나 Cu 는 Sn 보다 물리적 강도가 높기 때문에, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 물리적 강도는, 저융점 금속층 단체의 물리적 강도보다 높아진다. 나아가서는, Ag 나 Cu 는 Sn 보다 전기 저항률이 낮고, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 전기 저항값은, 저융점 금속층 단체의 전기 저항값보다 낮아진다. 즉, 보다 대전류 대응의 퓨즈 엘리먼트가 된다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이, 고융점 금속층을 2 층 이상 갖고, 저융점 금속층을 1 층 이상 갖고, 저융점 금속층이 고융점 금속층의 사이에 배치된 적층체이면, 외측에 고융점 금속층이 있으므로, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 강도가 높아진다. 특히, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 제 1 단부 (51) 와 제 1 단자 (91) 및 제 2 단부 (52) 와 제 2 단자 (92) 를 납땜으로 접속하는 경우에는, 납땜시의 가열에 의한 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 변형이 일어나기 어려워진다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각이, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체이면, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체인 경우와 비교하여, 전기 저항률이 작아지기 쉽다. 이 때문에, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체로 이루어지는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 는, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체로 이루어지는 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 와 동일한 면적에서 동등한 전기 저항을 갖는 경우에도, 두께를 얇게 할 수 있다. 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 두께가 얇으면 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 가 용단되었을 때의 용융 비산물량도 두께에 비례하여 적어져, 차단 후의 절연 저항이 높아진다.
본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서, 가용성 도체 시트 (50a ∼ 50f) 의 각각은, 용단부 (53) 에 관통공 (54) 이 형성되어 있고, 제 1 단부 (51) 및 제 2 단부 (52) 의 통전 방향의 단면적보다 용단부 (53) 의 통전 방향의 단면적이 작아지도록 된 용단부를 갖고 있다. 이 때문에, 전류 경로에 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때 용단되는 부위가 안정된다. 또한, 본 참고예의 보호 소자 (200) 에 있어서는 용단부 (53) 에 관통공 (54) 을 형성하고 있지만, 용단부 (53) 의 단면적을 작게 하는 방법에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 용단부 (53) 의 양단부를 오목 형상으로 잘라내는 것이나 부분적으로 두께를 얇게 함으로써, 용단부 (53) 의 단면적을 작게 해도 된다.
(보호 소자 (실시형태))
본 발명의 실시형태에 관련된 보호 소자 (250) 에 대해, 도 16 ∼ 도 19 를 참조하여 설명한다. 실시형태의 보호 소자 (250) 는, 주로, 걸림 부재 (270) 및 발열체 (80) 의 배치 등을 포함하는 각 구성이, 전술한 제 1, 제 2 참고예와 다르다. 또한 본 실시형태의 각 도면에 있어서, 제 1, 제 2 참고예와 동일 또는 거의 동일한 구성 부재에 대해서는, 동일한 부호나 동일한 명칭을 붙이거나 하여 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 16 은, 본 실시형태의 보호 소자 (250) 를 나타내는 단면도이고, 구체적으로는, 보호 소자 (250) 를 폭방향 (Y 방향) 과 수직인 단면 (X-Z 단면) 으로서 나타내는 단면도이다.
보호 소자 (250) 는, 절연 케이스 (260) 와, 퓨즈 엘리먼트 (가용성 도체 시트) (50) 와, 제 1 단자 (91) 와, 제 2 단자 (92) 와, 절연 부재 (60) 와, 차폐 부재 (220) 와, 가압 수단 (230) 과, 발열체 (80) 와, 걸림 부재 (270) 와, 급전 부재 (90) 를 갖는다.
(절연 케이스)
절연 케이스 (260) 는, 상하 방향 (Z 방향) 으로 적층하여 배치되는 적어도 2 개 (본 실시형태에서는 3 개) 의 유지 부재 (260Ba, 260Bb, 260Bc) 와, 이들 유지 부재 (260Ba, 260Bb, 260Bc) 를 수용하는 통 형상의 커버 (260A) 를 갖는다. 커버 (260A) 는, 복수의 유지 부재 (260Ba, 260Bb, 260Bc) 의 외측에 끼워맞춰진다.
적어도 2 개의 유지 부재 (260Ba, 260Bb) 는, 상하 방향에 있어서, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 양측에 배치된다. 구체적으로, 3 개의 유지 부재 (260Ba, 260Bb, 260Bc) 중, 가장 하방에 배치되는 제 1 유지 부재 (260Ba) 는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 하방에 배치된다. 또, 3 개의 유지 부재 (260Ba, 260Bb, 260Bc) 중, 제 2 유지 부재 (260Bb) 는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 상방에 배치된다. 3 개의 유지 부재 (260Ba, 260Bb, 260Bc) 중, 제 3 유지 부재 (260Bc) 는, 가장 상방에 배치된다.
제 1 유지 부재 (260Ba) 는, 그 저벽의 상면에 배치되어 상측을 향하는 내저면 (13) 을 갖는다. 즉, 절연 케이스 (260) 는, 내저면 (13) 을 갖는다. 내저면 (13) 은, 절연 부재 (60) 의 개구부 혹은 분리부를 따라 연장되는 홈 (14) 을 갖는다. 홈 (14) 은, 폭방향 (Y 방향) 을 따라 연장되고, 상측으로 개구된다.
제 2 유지 부재 (260Bb) 는, 발열체 수용 오목부 (261) 를 갖는다. 발열체 수용 오목부 (261) 는, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽 중, 통전 방향 (X 방향) 의 내측 (중앙측) 을 향하는 내면에 배치된다. 구체적으로, 발열체 수용 오목부 (261) 는, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽의 내면 중, 상단부에 위치한다. 발열체 수용 오목부 (261) 는, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽의 내면 중, 발열체 수용 오목부 (261) 의 하측에 인접하는 부분보다, 통전 방향의 외측으로 오목하다.
발열체 수용 오목부 (261) 의 배치는, 통전 방향 (X 방향) 의 내측 (중앙측) 을 향하는 내면으로 한정되지 않고, 예를 들어, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽 중, 통전 방향 (X 방향) 과 직교하는 폭방향 (Y 방향) 의 내측 (중앙측) 을 향하는 내면에 배치되어도 된다.
발열체 수용 오목부 (261) 는, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽의 내면에 있어서, 서로 통전 방향으로 대향하여 1 쌍 형성된다. 즉, 1 쌍의 발열체 수용 오목부 (261) 는, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽의 내면 중, 통전 방향의 제 1 단자 (91) 측 (＋X 측) 의 단부와, 제 2 단자 (92) 측 (-X 측) 의 단부에 배치된다.
발열체 수용 오목부 (261) 는, 1 쌍으로 한정되지 않고, 한쪽에 하나 배치되어도 된다.
도 18 은, 도 16 의 보호 소자 (250) 의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이고, 구체적으로는, 폭방향과 수직인 단면 (X-Z 단면) 을 나타내고 있다. 도 18 에 나타내는 바와 같이, 제 2 유지 부재 (260Bb) (즉 절연 케이스 (260)) 는, 제 2 단부 (263) 를 갖는다. 제 2 단부 (263) 는, 발열체 수용 오목부 (261) 의 하단부에 배치되고, 상측을 향한다. 제 2 단부 (263) 는, 1 쌍의 발열체 수용 오목부 (261) 에, 각각 (즉 1 쌍) 형성된다.
발열체 수용 오목부 (261) 가 다른 한쪽에 하나 배치되어 있는 경우에는, 발열체 수용 오목부 (261) 에 제 2 단부 (263) 가 하나 형성된다.
도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 3 유지 부재 (260Bc) 는, 가압 수단 수용 오목부 (262) 를 갖는다. 가압 수단 수용 오목부 (262) 는, 제 3 유지 부재 (260Bc) 의 정벽의 하면에 배치되고, 상측으로 오목하다.
도 16 은 가압 수단 (230) 이 원추 스프링이고, 그 상측의 직경이 하측의 직경보다 작은 경우이지만, 원추 스프링의 상측의 직경이 하측의 직경보다 넓은 경우나 원기둥 스프링인 경우에는, 가압 수단 수용 오목부 (262) 는 없어도 된다.
절연 케이스 (260) 는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 와, 제 1 단자 (91) 의 일부와, 제 2 단자 (92) 의 일부와, 절연 부재 (60) 와, 차폐 부재 (220) 와, 가압 수단 (230) 과, 발열체 (80) 와, 걸림 부재 (270) 와, 급전 부재 (90) 의 일부를 수용한다.
(퓨즈 엘리먼트)
퓨즈 엘리먼트 (50) 는, 상하 방향 (두께 방향) 으로 나열되어 복수 형성된다. 본 실시형태에서는, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (50) 가 상하 방향으로 병렬 배치된다. 상하 방향으로 이웃하는 퓨즈 엘리먼트 (50) 사이, 및, 최상부에 위치하는 퓨즈 엘리먼트 (50) (50f) 의 상측 (외측) 에는, 각각, 절연 부재 (60) 가 배치된다.
또, 최하부에 위치하는 퓨즈 엘리먼트 (50) (50a) 의 하측 (외측) 에는, 제 1 유지 부재 (260Ba) 의 내저면 (13) 이 근접 혹은 접촉한 상태에서 배치된다. 즉, 내저면 (13) 은, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 차폐 부재 (220) 와는 반대측 (요컨대 하측) 에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치된다. 보다 상세하게는, 내저면 (13) 은, 복수의 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 차폐 부재 (220) 와는 반대측의 최외층 (퓨즈 엘리먼트 (50a)) 의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치된다.
퓨즈 엘리먼트 (50) 는, 통전 방향으로 연장되는 판상이다. 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 1 쌍의 면 (앞면 및 이면) 은, 상하 방향을 향한다. 또한 상하 방향은, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 면에 대해 수직인 방향이기 때문에, 수직 방향이라고 바꾸어 말해도 된다. 복수의 퓨즈 엘리먼트 (50) 는, 수직 방향으로 병렬로 적층되어 있다.
퓨즈 엘리먼트 (50) 는, 서로 대향하는 제 1 단부 (51) 와 제 2 단부 (52) 를 갖는다. 즉, 바꾸어 말하면, 퓨즈 엘리먼트 (50) 는, 통전 방향의 양단부에 배치되는 제 1 단부 (51) 와 제 2 단부 (52) 를 갖는다.
(제 1 단자, 제 2 단자)
제 1 단자 (91) 는, 일방의 단부가 제 1 단부 (51) 와 접속하고 타방의 단부가 절연 케이스 (260) 로부터 외부로 노출한다. 구체적으로, 제 1 단자 (91) 의 타방의 단부는, 절연 케이스 (260) 로부터 통전 방향의 제 1 단자 (91) 측 (＋X 측) 으로 돌출된다.
또 제 2 단자 (92) 는, 일방의 단부가 제 2 단부 (52) 와 접속하고 타방의 단부가 절연 케이스 (260) 로부터 외부로 노출된다. 구체적으로, 제 2 단자 (92) 의 타방의 단부는, 절연 케이스 (260) 로부터 통전 방향의 제 2 단자 (92) 측 (-X 측) 으로 돌출된다.
(절연 부재)
절연 부재 (60) 는, 상하 방향으로 나열되어 복수 형성된다. 본 실시형태에서는, 4 개의 절연 부재 (60) 가 상하 방향으로 병렬 배치된다. 각 절연 부재 (60) 는, 각 퓨즈 엘리먼트 (50) 에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치된다. 절연 부재 (60) 에는, 폭방향 (Y 방향) 으로 연장되는 개구부 혹은 분리부가 형성되어 있다.
복수의 절연 부재 (60) 는, 복수의 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 사이 및 외측에 접촉 혹은 근접하여 배치되어 있다. 상세하게는, 복수의 절연 부재 (60) 는, 복수의 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 차폐 부재 (220) 측 (요컨대 상측) 의 최외층 (퓨즈 엘리먼트 (50f)) 의 외측 (상측) 에 배치되는 절연 부재 (60) 를 포함한다.
단 이것으로 한정되지 않고, 특별히 도시하지 않지만, 최상부에 위치하는 절연 부재 (60) 는, 제 2 유지 부재 (260Bb) 와 일체로 형성되어, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 일부를 구성하고 있어도 된다. 이 경우, 복수의 절연 부재 (60) 는, 복수의 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 사이에 접촉 혹은 근접하여 배치된다.
복수의 절연 부재 (60) 의 각각의 개구부 혹은 분리부는, 수직 방향에서 보아, 서로 겹친다.
(차폐 부재)
차폐 부재 (220) 는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 상방에 배치된다. 차폐 부재 (220) 는, 후술하는 걸림 부재 (270) 에 의한 하방 이동의 규제가 해제됨으로써, 가압 수단 (230) 의 가압력 (응력, 혹은 탄성지지력이라고 바꾸어 말해도 된다) 에 의해, 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 분단하도록, 절연 부재 (60) 의 개구부 혹은 분리부에 삽입되면서 하방으로 이동 가능하다.
또한, 차폐 부재 (220) 가 이동하는 상하 방향은, 차폐 부재 (220) 가 절연 부재 (60) 의 개구부 혹은 분리부에 삽입되는 방향이기도 하기 때문에, 삽입 방향이라고 바꾸어 말해도 된다. 즉, 차폐 부재 (220) 는, 삽입 방향으로 이동 가능하다.
차폐 부재 (220) 는, 볼록 형상부 (220a) 와, 가압 수단 지지부 (220b) 를 갖는다.
볼록 형상부 (220a) 는, 통전 방향 (X 방향) 과 수직인 면 (Y-Z 면) 방향으로 퍼지는 판상이다. 볼록 형상부 (220a) 의 상단부는, 가압 수단 지지부 (220b) 와 접속된다. 가압 수단 지지부 (220b) 는, 상하 방향 (Z 방향) 과 수직인 면 (X-Y면) 방향으로 퍼지는 대략 판상이다.
볼록 형상부 (220a) 는, 가압 수단 지지부 (220b) 로부터 하방을 향하여 돌출된다. 상세하게는, 볼록 형상부 (220a) 는, 절연 부재 (60) 의 개구부 혹은 분리부, 및, 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 향하여 삽입 방향으로 돌출된다.
볼록 형상부 (220a) 는, 볼록 형상부 (220a) 의 하단부에 배치되어 폭방향 (Y 방향) 으로 연장되는 선단 (220aa) 을 갖는다. 또한, 선단 (220aa) 은, 칼날부 (220aa) 라고 바꾸어 말해도 된다. 폭방향과 수직인 단면 (X-Z 단면) 에 있어서, 선단 (220aa) 은, 하방을 향하여 볼록해지는 V 자 모양을 이루고 있다.
가압 수단 지지부 (220b) 는, 오목부 (220ba) 와 제 1 단부 (225) 를 갖는다. 즉, 차폐 부재 (220) 는, 제 1 단부 (225) 를 갖는다. 오목부 (220ba) 는, 가압 수단 지지부 (220b) 의 상면으로부터 하방으로 오목하다.
도 18 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부 (225) 는, 가압 수단 지지부 (220b) 의 외측면으로부터 돌출된다. 구체적으로, 본 실시형태에서는 제 1 단부 (225) 가, 가압 수단 지지부 (220b) 의 외측면 중, 통전 방향 (X 방향) 의 양 외측을 향하는 부분에, 각각 (요컨대 1 쌍) 형성된다.
제 1 단부 (225) 는, 차폐 부재 (220) 의 삽입 방향을 향하고 있고, 구체적으로는 하측을 향한다. 삽입 방향 (상하 방향) 에 있어서, 제 1 단부 (225) 와 제 2 단부 (263) 는, 서로 반대측을 향한다. 삽입 방향에서 보아, 제 1 단부 (225) 와 제 2 단부 (263) 는, 서로 겹치지 않는다.
(가압 수단)
도 16 에 나타내는 바와 같이, 가압 수단 (230) 은, 차폐 부재 (220) 의 상방에 배치된다. 구체적으로, 가압 수단 (230) 은, 가압 수단 지지부 (220b) 의 상면과, 제 3 유지 부재 (260Bc) 의 하면의 사이에 배치된다. 가압 수단 (230) 은, 탄성 변형 가능한 압축 코일 스프링 등의 스프링 (탄성 지지 부재) 이고, 본 실시형태에서는, 하방으로 향함에 따라 확경되는 대략 원추 형상을 이루고 있다.
가압 수단 (230) 의 하부는, 가압 수단 지지부 (220b) 의 상면에 형성된 오목부 (220ba) 에 배치 (수용) 된다. 가압 수단 (230) 의 상부는, 제 3 유지 부재 (260Bc) 의 하면에 형성된 가압 수단 수용 오목부 (262) 에 배치 (수용) 된다.
가압 수단 (230) 은, 차폐 부재 (220) 를 차폐 부재 (220) 의 삽입 방향 (하방) 으로 가압한다. 구체적으로, 가압 수단 (230) 은, 상하 방향으로 수축하여 탄성 변형된 상태에서 보호 소자 (250) 내에 장착되고, 복원 변형력에 의한 가압력 (응력, 탄성력) 에 의해, 가압 수단 지지부 (220b) 를 하방을 향하게 하여 가압한다.
(발열체, 급전 부재)
도 16 및 도 18 에 나타내는 바와 같이, 발열체 (80) 는, 판상이고, 그 1 쌍의 면 (앞면 및 이면) 이 통전 방향 (X 방향) 을 향한다. 발열체 (80) 는, 발열체 수용 오목부 (261) 에 배치 (수용) 된다. 발열체 (80) 는, 1 쌍의 발열체 수용 오목부 (261) 에, 각각 (요컨대 1 쌍) 형성된다. 본 실시형태에 있어서 발열체 (80) 는, 걸림 부재 (270) 를 가열하여, 연화시킨다.
발열체 수용 오목부 (261) 가, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽 중, 통전 방향 (X 방향) 과 직교하는 폭방향 (Y 방향) 의 내측 (중앙측) 을 향하는 내면에 배치되어 있는 경우, 발열체 (80) 는 발열체 수용 오목부 (261) 에 맞춘 방향으로 배치된다. 즉 이 경우, 발열체 (80) 의 1 쌍의 면은, 폭방향 (Y 방향) 을 향한다.
발열체 수용 오목부 (261) 가 한쪽에 하나 배치되어 있는 경우에는, 발열체 수용 오목부 (261) 에 발열체 (80) 가 하나 형성된다.
급전 부재 (90) 는, 발열체 (80) 에 전류를 통전한다.
(걸림 부재)
본 실시형태의 걸림 부재 (270) 는, 예를 들어, 사각형 판상의 땜납 소재에 Ag 도금을 하는 것 등에 의해 형성되어 있다. 걸림 부재 (270) 는, 발열체 (80) 와 이웃하여 배치된다. 걸림 부재 (270) 와 발열체 (80) 는, 서로 대향하여 배치되어 있고, 본 실시형태에서는 이들 부재가 대향하는 방향이, 통전 방향 (X 방향) 이다. 걸림 부재 (270) 의 1 쌍의 면 (앞면 및 이면) 은, 통전 방향 (X 방향) 을 향한다. 폭방향 (Y 방향) 에서 보아, 걸림 부재 (270) 의 삽입 방향 (Z 방향) 의 치수 (L2) 는, 걸림 부재 (270) 의 통전 방향의 치수 (발열체 (80) 로부터 걸림 부재 (270) 로 향하는 방향의 치수) (L1) 보다 크다. 또한 특별히 도시하지 않지만, 본 실시형태에서는, 걸림 부재 (270) 의 폭방향 (Y 방향) 의 치수가, 치수 (L1, L2) 보다 크다. 즉, 걸림 부재 (270) 는, 폭방향을 길이 방향으로 하는 장방형 판상이다.
발열체 수용 오목부 (261) 가, 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 측벽 중, 통전 방향 (X 방향) 과 직교하는 폭방향 (Y 방향) 의 내측 (중앙측) 을 향하는 내면에 배치되어 있는 경우, 걸림 부재 (270) 는 발열체 수용 오목부 (261) 에 맞춘 방향으로 배치된다. 즉 이 경우, 걸림 부재 (270) 의 1 쌍의 면은, 폭방향 (Y 방향) 을 향하고, 걸림 부재 (270) 와 발열체 (80) 가 대향하는 방향은, 폭방향 (Y 방향) 이다. 또 이 경우, 통전 방향 (X 방향) 에서 보아, 걸림 부재 (270) 의 삽입 방향 (Z 방향) 의 치수 (L2) 는, 걸림 부재 (270) 의 폭방향 (Y 방향) 의 치수 (발열체 (80) 로부터 걸림 부재 (270) 로 향하는 방향의 치수) (L1) 보다 크다.
걸림 부재 (270) 는, 1 쌍의 발열체 (80) 와 인접하도록 배치되어, 1 쌍 형성된다. 각 걸림 부재 (270) 의 1 쌍의 면 (앞면 및 이면) 중 일방은, 발열체 (80) 에 근접 또는 접촉하여 배치된다. 걸림 부재 (270) 의 1 쌍의 면 중 타방은, 차폐 부재 (220) 의 가압 수단 지지부 (220b) 의 외측면에 근접 또는 접촉하여 배치된다.
발열체 수용 오목부 (261) 가 한쪽에 하나 배치되어 있는 경우에는, 걸림 부재 (270) 는 하나의 발열체 (80) 와 인접하도록 배치된다.
또, 걸림 부재 (270) 의 삽입 방향 (상하 방향) 을 향하는 1 쌍의 단면은, 제 1 단부 (225) 와 제 2 단부 (263) 사이에 끼워진다. 즉, 걸림 부재 (270) 는, 삽입 방향에 있어서, 차폐 부재 (220) 의 가압 수단 지지부 (220b) 와, 절연 케이스 (260) 의 제 2 유지 부재 (260Bb) 의 사이에 끼워져, 지지되고 있다. 이와 같이 하여 걸림 부재 (270) 는, 차폐 부재 (220) 의 삽입 방향에 있어서, 절연 케이스 (260) 와 차폐 부재 (220) 의 사이에 끼워넣어져 걸린다. 즉, 걸림 부재 (270) 는, 절연 케이스 (260) 와 차폐 부재 (220) 의 사이에 걸려, 차폐 부재 (220) 의 이동을 억제한다.
도 17 및 도 19 는, 보호 소자 (250) 또는 그 일부를 나타내는 단면도 (X-Z 단면도) 이고, 차폐 부재 (220) 가 삽입 방향으로 하방 이동한 상태를 나타내고 있다.
급전 부재 (90) 로부터 발열체 (80) 에 급전하면, 발열체 (80) 가 발열한다. 발열체 (80) 가 발열하면, 이 열에 의해 걸림 부재 (270) 가 연화된다. 걸림 부재 (270) 가 연화됨으로써, 가압 수단 (230) 의 가압력에 의해 차폐 부재 (220) 가 걸림 부재 (270) 를 분리하면서 이동한다. 구체적으로는, 예를 들어 도 19 에 나타내는 바와 같이, 연화된 걸림 부재 (270) 는, 발열체 (80) 측과 차폐 부재 (220) 측으로 분리된다. 이로써, 차폐 부재 (220) 의 하방 이동이 가능해진다.
걸림 부재 (270) 에 의한 차폐 부재 (220) 의 하방 이동의 규제가 해제되면, 차폐 부재 (220) 는, 가압 수단 (230) 의 가압력에 의해 하방으로 이동한다. 차폐 부재 (220) 는, 절연 부재 (60) 의 개구부 혹은 분리부를 이동하여 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 절단함으로써, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 통전을 차단한다. 또 차폐 부재 (220) 는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 절단하고, 절단된 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 각 부분끼리를 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 통전 방향에 있어서 차폐한다.
도 17 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 차폐 부재 (220) 가 하방 이동함으로써, 볼록 형상부 (220a) 의 선단 (220aa) 이, 홈 (14) 내에 배치된다. 즉, 차폐 부재 (220) 의 삽입 방향의 선단 (220aa) 은, 홈 (14) 내에 삽입 가능하다. 차폐 부재 (220) 는, 모든 절연 부재 (60) 의 개구부 혹은 분리부 내를 이동 가능하고, 본 실시형태에서는 또한 홈 (14) 내를 이동 가능하다.
여기서, 도 20 및 도 21 에 나타내는 것은, 본 실시형태의 변형예의 보호 소자 (250) 의 일부를 나타내는 단면도 (X-Z 단면도) 이다. 이 변형예에서는, 전술한 걸림 부재 (270) 대신에, 예를 들어 구리판 등으로 이루어지는 1 쌍의 걸림 부재 (271) 와, 예를 들어 땜납 등으로 이루어지고, 1 쌍의 걸림 부재 (271) 사이에 배치되어 이들 걸림 부재 (271) 를 고정시키는 고정 부재 (272) 를 사용하고 있다. 이 변형예에서는, 발열체 (80) 가, 고정 부재 (272) 를 가열하여, 연화시킨다.
고정 부재 (272) 가 연화됨으로써, 가압 수단 (230) 의 가압력에 의해 차폐 부재 (220) 가 고정 부재 (272) 를 분리하면서 이동한다. 구체적으로는, 예를 들어 도 21 에 나타내는 바와 같이, 연화된 고정 부재 (272) 는, 고정 부재 (272) 를 사이에 두는 1 쌍의 걸림 부재 (271) 중, 일방의 걸림 부재 (271) 측과 타방의 걸림 부재 (271) 측으로 분리된다. 이로써, 차폐 부재 (220) 의 하방 이동이 가능해진다.
본 실시형태의 보호 소자 (250) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 에 정격 전류를 초과한 과전류가 흘렀을 경우에 퓨즈 엘리먼트 (50) 가 열적으로 용단되어 전류 경로를 차단시킨다. 또 상기 외에, 발열체 (80) 에 전류를 통전하여 차폐 부재 (220) 의 이동을 억제하고 있는 걸림 부재 (270) 혹은 고정 부재 (272) 를 연화시키고, 가압 수단 (230) 의 가압력에 의해 차폐 부재 (220) 를 이동시켜, 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 물리적으로 절단하여 전류 경로를 차단시키는 것이 가능하다.
또 본 실시형태에서는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 와 절연 부재 (60) 가 근접 혹은 접촉하고 있고, 바람직하게는 밀착된다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (50) 와 절연 부재 (60) 의 사이에 아크 방전을 계속할 수 있는 공간이 없어져, 아크 방전이 확실하게 소멸된다. 본 실시형태에 있어서 걸림 부재 (270, 271) 는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 부근에는 배치되지 않고, 절연 케이스 (260) 와 차폐 부재 (220) 의 사이에 형성되어 있어, 이들 부재에 걸림으로써 차폐 부재 (220) 의 하방 이동을 규제하고 있다.
따라서, 걸림 부재 (270, 271) 를 퓨즈 엘리먼트 (50) 나 절연 부재 (60) 등, 보호 소자 (250) 의 통전시 (통상적인 사용시) 에 온도 상승할 가능성이 있는 부재로부터 떨어뜨려 배치할 수 있다. 이 때문에, 각 부재의 온도 상승에 의해 걸림 부재 (270, 271) 의 기능이 영향을 받는 것이 억제된다.
또, 가압 수단 (230) 의 가압력이, 걸림 부재 (270, 271) 를 개재하여 퓨즈 엘리먼트 (50) 나 절연 부재 (60) 에 전해지는 경우도 없기 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (50) 나 절연 부재 (60) 의 기능에 대해서도 장기간에 걸쳐 양호하게 유지된다.
또, 차폐 부재 (220) 의 볼록 형상부 (220a) 의 선단 (220aa) 을, 퓨즈 엘리먼트 (50) 및 절연 부재 (60) 에 보다 접근시켜 배치하는 것이 가능해진다. 이로써, 절연 케이스 (260) 의 상하 방향 (삽입 방향, 두께 방향) 의 외형 치수를 작게 억제할 수 있어, 보호 소자 (250) 의 소형화가 가능해진다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 용단시에 대규모 아크 방전이 발생하기 어렵고, 절연 케이스 (260) 의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능함과 함께, 고전압 대전류 대응의 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립하는 보호 소자 (250) 를 제공하는 것이 가능해진다.
또 본 실시형태에서는, 발열체 (80) 의 발열에 의해 걸림 부재 (270) 혹은 고정 부재 (272) 가 연화됨으로써, 차폐 부재 (220) 가 가압 수단 (230) 의 가압력에 의해 걸림 부재 (270) 혹은 고정 부재 (272) 를 분리시키면서, 하방으로 이동한다. 차폐 부재 (220) 의 하방으로의 이동 규제가 안정적으로 해제되기 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 통전을 보다 확실하게 차단할 수 있다.
또 본 실시형태에서는, 차폐 부재 (220) 가 하방 이동했을 때에, 볼록 형상부 (220a) 의 선단 (220aa) 이 절연 케이스 (260) 의 내저면 (13) 의 홈 (14) 내에 삽입된다. 이로써, 내저면 (13) 에 근접 혹은 접촉되는 퓨즈 엘리먼트 (50) 를, 차폐 부재 (220) 에 의해 확실하게 절단할 수 있다.
또 본 실시형태에서는, 폭방향 (Y 방향) 에서 보아, 걸림 부재 (270) 의 통전 방향의 치수 (발열체 (80) 로부터 걸림 부재 (270) 로 향하는 방향의 치수) (L1) 보다, 걸림 부재 (270) 의 삽입 방향의 치수 (L2) 가 크다. 혹은, 통전 방향 (X 방향) 에서 보아, 걸림 부재 (270) 의 폭방향의 치수 (발열체 (80) 로부터 걸림 부재 (270) 로 향하는 방향의 치수) (L1) 보다, 걸림 부재 (270) 의 삽입 방향의 치수 (L2) 가 크다.
상기 구성에 의하면, 걸림 부재 (270) 의 삽입 방향의 전단력을 높일 수 있기 때문에, 절연 케이스 (260) 와 차폐 부재 (220) 의 사이에서, 걸림 부재 (270) 를 안정적으로 유지 (걸림) 할 수 있다.
또 본 실시형태에서는, 걸림 부재 (270, 271) 의 삽입 방향을 향하는 1 쌍의 단면이, 제 1 단부 (225) 와 제 2 단부 (263) 로 협지되어 있고, 삽입 방향에서 보아, 제 1 단부 (225) 와 제 2 단부 (263) 가, 서로 겹치지 않는다.
상기 구성에 의하면, 걸림 부재 (270) 혹은 걸림 부재 (271) 를 고정시키는 고정 부재 (272) 가 연화되고, 가압 수단 (230) 의 가압력에 의해 차폐 부재 (220) 가 하방 이동했을 때에, 걸림 부재 (270, 271) 를 유지하고 있던 제 1 단부 (225) 와 제 2 단부 (263) 가, 삽입 방향에 있어서 확실하게 엇갈린다. 이 때문에, 제 1 단부 (225) 및 제 2 단부 (263) 에 의해, 차폐 부재 (220) 의 하방 이동을 방해받는 일이 없고, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 전류의 차단이 확실하게 실시된다.
(변형예)
도 22 는, 실시형태의 변형예의 보호 소자 (250) 의 일부를 나타내는 단면도 (X-Z 단면도) 이다. 이 변형예에서는, 절연 케이스 (260) 의 2 개의 유지 부재 (260Ba, 260Bb) 중, 일방 혹은 양방이, 절연 부재 (60) 와 일체로 형성된다. 도시한 예에서는, 2 개의 유지 부재 (260Ba, 260Bb) 중 일방 (유지 부재 (260Bb)) 이, 절연 부재 (60) 와 일체로 형성되어 있다. 또, 퓨즈 엘리먼트 (50) 는 단층 (1 개) 만 형성된다.
상기 구성에서는, 절연 부재 (60) 가 유지 부재 (260Ba, 260Bb) 와 일체화되어 있다. 이 때문에, 부품 점수를 삭감하여 보호 소자 (250) 의 제조를 용이하게 하거나 제조 비용을 삭감하거나 할 수 있다.
(변형예)
도 23 은, 실시형태의 변형예에 관련된 퓨즈 엘리먼트 (550) 의 모식도이고, 도 4a 에 대응하는 평면도이다.
이 변형예에서는, 퓨즈 엘리먼트 (550) 가, 제 1 가용 도체 (555) 와, 제 1 가용 도체 (555) 보다 융점이 낮은 제 2 가용 도체 (553) 를 갖는다. 또, 제 1 가용 도체 (555) 와 제 2 가용 도체 (553) 는, 통전에 있어서 직렬로 접속된다. 즉, 제 1 가용 도체 (555) 와 제 2 가용 도체 (553) 는, 전기적으로 직렬로 접속되어 있고, 이 변형예에서는 통전 방향 (X 방향) 으로 나열되어 배치된다.
또, 제 1 가용 도체 (555) 와 제 2 가용 도체 (553) 는, 삽입 방향 (Z 방향) 으로 나열되어 배치되어 있어도 된다. 상세하게는, 도시하지 않지만, 퓨즈 엘리먼트 (550) 는, 2 개의 제 1 가용 도체 (555) 의 통전 방향 (X 방향) 의 내측 (중앙측) 의 선단 부근을 겹치고, 그 겹쳐 있는 간극을 제 2 가용 도체 (553) 로 접속해도 된다. 즉, 2 개의 제 1 가용 도체 (555) 의 각 선단부와, 이들 선단부간에 위치하는 1 개의 제 2 가용 도체 (553) 가, 삽입 방향 (Z 방향) 에서 보아 겹쳐 배치되어 있고, 제 1 가용 도체 (555) 와 제 2 가용 도체 (553) 가, 통전에 있어서 (전기적으로) 직렬로 접속되어 있어도 된다.
이 구조에 의해, 전기 저항률이 제 1 가용 도체 (555) 보다 높은 제 2 가용 도체 (553) 의 통전 거리를 짧게 하여 퓨즈 엘리먼트 (550) 의 전기 저항 상승을 억제할 수 있다.
또, 제 2 가용 도체 (553) 는, 2 개의 제 1 가용 도체 (555) 의 사이에 배치된다.
상기 구성에 의하면, 퓨즈 엘리먼트 (550) 의 통전 방향의 중앙부에 제 2 가용 도체 (553) 를 배치하여, 퓨즈 엘리먼트 (550) 를 중앙부로부터 용단시킬 수 있다.
이 변형예에서는, 퓨즈 엘리먼트 (550) 의 전류 경로에 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때, 제 1 가용 도체 (555) 보다 먼저 제 2 가용 도체 (553) 가 용단되기 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (550) 의 전류를 차단하는 부분의 위치가 안정된다. 이로써, 정격 전류의 1.5 ∼ 2 배의 통전으로부터 10 배 이상에서의 폭발적인 차단에 걸쳐서, 절연 부재 (60) 나 절연 케이스 (260) 의 파손 없이 퓨즈 엘리먼트 (550) 의 통전을 차단하는 것이 가능해진다.
또, 발열체 (80) 의 발열에 의해 차폐 부재 (220) 가 이동하여, 제 2 가용 도체 (553) 가 절단된다.
상기 구성에 의하면, 차폐 부재 (220) 의 하방 이동에 의해, 퓨즈 엘리먼트 (550) 중에서도 융점이 낮은 제 2 가용 도체 (553) 가 절단된다. 과전류가 흘렀을 때에 제 2 가용 도체 (553) 의 용단에 시간을 필요로 했을 경우에도, 차폐 부재 (220) 에 의해 퓨즈 엘리먼트 (550) 를 확실하게 절단할 수 있다.
또, 퓨즈 엘리먼트 (550) 가 2 개의 제 1 가용 도체 (555) 의 선단 부근을 겹쳐 제 2 가용 도체 (553) 로 접속한 구성인 경우에는, 차폐 부재 (220) 의 하방 이동에 의해, 제 1 가용 도체 (555) 가 절단된다. 이 경우, 제 1 가용 도체 (555) 의 절단 부분은, 제 1 가용 도체 (555) 의 절단 부분 이외의 부분보다 단면적이 작은 것이 바람직하다.
본 발명의 보호 소자는, 상기 서술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은, 본 발명의 취지로부터 일탈되지 않는 범위에 있어서, 전술한 실시형태, 변형예 및 참고예 등에서 설명한 각 구성을 조합해도 되고, 또, 구성의 부가, 생략, 치환, 그 밖의 변경이 가능하다. 또 본 발명은, 전술한 실시형태 등에 의해 한정되지 않고, 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
본 발명의 보호 소자에 의하면, 퓨즈 엘리먼트의 용단시에 대규모의 아크 방전이 발생하기 어렵고, 절연 케이스의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능하다. 또, 고전압 대전류 대응의 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립하는 보호 소자를 제공할 수 있다. 따라서, 산업상 이용가능성을 갖는다.
10, 11, 260 : 절연 케이스
20, 120, 220 : 차폐 부재
30, 230 : 가압 수단
50, 550 : 퓨즈 엘리먼트
51 : 제 1 단부
52 : 제 2 단부
60, 60A, 60B, 160A : 절연 부재
64, 65 : 분리부
64A, 65A : 개구부
70, 70A, 70B, 70C, 71, 170, 270, 271 : 걸림 부재
80 : 발열체
90, 90a, 90b, 90c, 90d, 90e, 90f, 90A : 급전 부재
91 : 제 1 단자
92 : 제 2 단자
100, 200, 250 : 보호 소자
272 : 고정 부재
555 : 제 1 가용 도체
553 : 제 2 가용 도체
20, 120, 220 : 차폐 부재
30, 230 : 가압 수단
50, 550 : 퓨즈 엘리먼트
51 : 제 1 단부
52 : 제 2 단부
60, 60A, 60B, 160A : 절연 부재
64, 65 : 분리부
64A, 65A : 개구부
70, 70A, 70B, 70C, 71, 170, 270, 271 : 걸림 부재
80 : 발열체
90, 90a, 90b, 90c, 90d, 90e, 90f, 90A : 급전 부재
91 : 제 1 단자
92 : 제 2 단자
100, 200, 250 : 보호 소자
272 : 고정 부재
555 : 제 1 가용 도체
553 : 제 2 가용 도체
Claims (20)
- 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트를 수용하는 절연 케이스와, 제 1 단자와, 제 2 단자를 갖고,
또한, 상기 퓨즈 엘리먼트에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 개구부 혹은 분리부가 형성된 절연 부재와,
상기 퓨즈 엘리먼트를 분단하도록, 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부에 삽입되는 삽입 방향으로 이동 가능한 차폐 부재와,
상기 차폐 부재를 상기 차폐 부재의 삽입 방향으로 가압하는 가압 수단과,
상기 절연 케이스와 상기 차폐 부재의 사이에 걸려, 상기 차폐 부재의 이동을 억제하는 걸림 부재와,
상기 걸림 부재 혹은 상기 걸림 부재를 고정시키는 고정 부재를 가열하여 연화시키는 발열체와,
상기 발열체에 전류를 통전하는 급전 부재를 갖고,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 서로 대향하는 제 1 단부와 제 2 단부를 갖고, 상기 제 1 단자는, 일방의 단부가 상기 제 1 단부와 접속하고 타방의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부로 노출되고, 상기 제 2 단자는, 일방의 단부가 상기 제 2 단부와 접속하고 타방의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부로 노출되어 있고,
상기 절연 케이스는 추가로, 상기 절연 부재와, 상기 차폐 부재와, 상기 가압 수단과, 상기 걸림 부재와, 상기 발열체와, 상기 급전 부재의 일부를 수용하는, 보호 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 발열체가 발열하고, 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재가 연화됨으로써, 상기 가압 수단의 가압력에 의해 상기 차폐 부재가 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재를 분리하면서 이동하고,
나아가 상기 차폐 부재가 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부를 이동하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 절단함으로써, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전을 차단하는, 보호 소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 차폐 부재는, 상기 퓨즈 엘리먼트를 절단하고, 절단된 상기 퓨즈 엘리먼트의 각 부분끼리를 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향에 있어서 차폐하는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 수단은 스프링인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 (CTI) 가 500 V 이상의 재료로 형성되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종의 수지 재료로 형성되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체이며, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, 보호 소자. - 제 7 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 상기 고융점 금속층을 2 층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층을 1 층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층이 상기 고융점 금속층의 사이에 배치된 적층체인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부의 사이에 용단부를 갖고, 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부의 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부로 향하는 통전 방향의 단면적보다, 상기 용단부의 상기 통전 방향의 단면적이 작은, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 제 1 가용 도체와, 상기 제 1 가용 도체보다 융점이 낮은 제 2 가용 도체를 갖고,
상기 제 1 가용 도체와 상기 제 2 가용 도체가, 통전에 있어서 직렬로 접속되는, 보호 소자. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 가용 도체는, 2 개의 상기 제 1 가용 도체의 사이에 배치되는, 보호 소자. - 제 11 항에 있어서,
상기 발열체의 발열에 의해, 상기 차폐 부재가 이동하고, 상기 제 2 가용 도체가 절단되는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연 케이스는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차폐 부재와는 반대측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되는 내저면을 갖고,
상기 내저면은, 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부를 따라 연장되는 홈을 갖고,
상기 차폐 부재의 삽입 방향의 선단은, 상기 홈 내에 삽입 가능한, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
판상의 상기 퓨즈 엘리먼트의 면에 대해 수직 방향으로 병렬로 적층된 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트와,
복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 사이에 접촉 혹은 근접하여 배치된 복수의 상기 절연 부재를 갖고,
복수의 상기 절연 부재의 각각의 상기 개구부 혹은 상기 분리부가 수직 방향에서 보아 서로 겹치고, 상기 차폐 부재가 모든 상기 개구부 혹은 상기 분리부 내를 이동 가능한, 보호 소자. - 제 15 항에 있어서,
복수의 상기 절연 부재는, 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차폐 부재측의 최외층의 외측에 배치되는 상기 절연 부재를 포함하고,
상기 절연 케이스는, 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차폐 부재와는 반대측의 최외층의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되는 내저면을 갖고,
상기 내저면은, 상기 절연 부재의 상기 개구부 혹은 상기 분리부를 따라 연장되는 홈을 갖고,
모든 상기 개구부 혹은 상기 분리부 및 상기 홈 내를 상기 차폐 부재가 이동 가능한, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
판상의 상기 퓨즈 엘리먼트의 면에 대해 수직 방향으로 병렬로 적층된 복수의 상기 퓨즈 엘리먼트와,
복수의 상기 퓨즈 엘리먼트의 사이 및 외측에 접촉 혹은 근접하여 배치된 복수의 상기 절연 부재를 갖고,
복수의 상기 절연 부재의 각각의 상기 개구부 혹은 상기 분리부가 수직 방향에서 보아 서로 겹치고, 상기 차폐 부재가 모든 상기 개구부 혹은 상기 분리부 내를 이동 가능한, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연 케이스는, 판상의 상기 퓨즈 엘리먼트의 면에 대한 수직 방향에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 양측에 배치되는 적어도 2 개의 유지 부재를 갖고,
2 개의 상기 유지 부재 중, 일방 혹은 양방은, 상기 절연 부재와 일체로 형성되는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 걸림 부재는, 상기 차폐 부재의 삽입 방향에 있어서, 상기 절연 케이스와 상기 차폐 부재의 사이에 끼워넣어져서 걸리고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향 및 상기 차폐 부재의 삽입 방향과 직교하는 폭방향에서 보아, 혹은 통전 방향에서 보아, 상기 걸림 부재의 상기 발열체로부터 상기 걸림 부재로 향하는 방향의 치수보다, 상기 걸림 부재의 삽입 방향의 치수가 큰, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차폐 부재는, 상기 차폐 부재의 삽입 방향을 향하는 제 1 단부를 갖고,
상기 절연 케이스는, 삽입 방향에 있어서 상기 제 1 단부와는 반대측을 향하는 제 2 단부를 갖고,
상기 걸림 부재의 삽입 방향을 향하는 1 쌍의 단면은, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이에 끼워지고,
삽입 방향에서 보아, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부는 서로 겹치지 않는, 보호 소자.
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